Científicos de China, utilizan el chorro de contracorriente para revelar gas grumoso cerca del agujero negro 3C 84
Paris, Francia, Europa.- 3C 84, la galaxia central del cúmulo de Perseo, es uno de los núcleos galácticos radioactivos (AGN) más cercanos y brillantes del cielo. Recientemente, investigadores han utilizado el extremadamente débil chorro de contracorriente de 3C 84 como sonda tomográfica, descubriendo que el denso gas ionizado que rodea al agujero negro supermasivo central es grumoso e inhomogéneo.
El estudio, liderado por investigadores del Observatorio Astronómico de Shanghái (SHAO) de la Academia China de Ciencias, utiliza este tenue chorro como una luz de fondo en movimiento para explorar el entorno oculto del agujero negro. Los hallazgos se han publicado en The Astrophysical Journal.
Según los investigadores, este estudio establece a 3C 84 como un punto de referencia fundamental para el estudio de la interacción entre chorros y gas circunnuclear grumoso en núcleos galácticos activos (AGN).
En el estudio, los investigadores identificaron evidencia contundente de una pantalla de absorción externa libre-libre mediante un análisis del índice espectral de doble frecuencia. Mientras que el punto caliente del chorro sur, que se aproximaba, mantenía un espectro sincrotrónico ópticamente delgado, los componentes del contrachorro norte, identificados como N1 y N2, exhibían un espectro de radio fuertemente invertido entre 15 y 43 GHz.
Estimaron que la profundidad óptica de absorción libre-libre a 15 GHz disminuyó de aproximadamente 3,0 a 1,9 en N1, y de 3,7 a 2,4 en N2, lo que resultó en una densidad numérica de electrones de 10⁴ a 10⁵ cm⁻³ bajo una longitud de trayectoria de absorción razonable, consistente con los valores típicos de los AGN.
El equipo también reveló que la evolución en el dominio del tiempo de los componentes del chorro opuesto demostró que el material absorbente no es una niebla suave y uniforme, sino un medio altamente estructurado. La observación mostró que, a medida que el espectro de N1 pasaba de estar fuertemente invertido a moderadamente invertido, se acompañaba de un rápido aumento de la densidad de flujo a 43 GHz, mientras que N2 exhibía una absorción general más fuerte y un brillo más débil y retardado.
Según los investigadores, estos comportamientos distintos indican que, a medida que los puntos brillantes compactos se desplazaban hacia afuera, cruzaban secuencialmente diferentes líneas de visión, revelando que la estructura de oscurecimiento, probablemente un toro de polvo o sus flujos de salida impulsados, es grumosa o filamentosa tanto en dirección radial como transversal. Además, las mediciones cinemáticas de las características del chorro proporcionaron restricciones geométricas sobre la estructura a escala de pársec de 3C 84. Suponiendo una simetría intrínseca del chorro bilateral, los investigadores determinaron un ángulo de visión de aproximadamente 20 grados y una velocidad de patrón aparente de 0,45 a 0,52 veces la velocidad de la luz para los nudos de radio.
Los investigadores también observaron una posible modulación lenta de 7 a 11 años en la posición transversal del contrachorro, aunque actualmente se considera una señal candidata en lugar de una periodicidad confirmada.
El primer autor de este artículo es LIU Chuanzeng, estudiante de doctorado afiliado conjuntamente a SHAO y la Universidad ShanghaiTech. Entre los coautores se encuentran sus supervisores, el Prof. HONG Xiaoyu y el Prof. AN Tao.
Esta investigación fue financiada por el Programa Nacional SKA de China y el Programa de Talentos Orientales de Shanghái. El estudio también hizo uso de los recursos informáticos del prototipo del Centro Regional SKA de China, junto con datos públicos del proyecto MOJAVE y del Programa de Monitoreo de Blazares VLBA-BU.
