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Discovery of a Dying Supermassive Black Hole Via a 3000-year-long Light Echo

Los agujeros negros supermasivos (SMBH, su sigla en inglés) ocupan el centro de las galaxias, con masas que van entre un millón y 10 mil millones de veces la del sol. Algunos SMBH están en una fase brillante, llamada Núcleo Galáctico Activo (AGN), en la cual comen material de sus alrededores.

Los AGN eventualmente consumen todo el material, algo que es evidente del hecho que hay un límite máximo de masa para los SMBH. Los científicos han estado por años reflexionando sobre cuándo ocurrirá eso.

Un grupo de investigación liderado por Kohei Ichikawa (Universidad de Tohoku, Japón) puede haber descubierto por accidente un AGN que se acerca al final de su vida, tras recibir una señal de la galaxia ARP 187.

A través de la observación de imágenes de radio en la galaxia usando dos observatorios astronómicos (ALMA en Atacama, Chile y VLA de EEUU), encontraron señales típicas de un AGN.

Sin embargo, no encontraron señal desde el núcleo, lo que indica que la actividad del AGN podría ya estar silenciada.

Al analizar más profundamente los datos múltiples longitudes de onda, encontraron que no se observaba ninguno de los indicadores de un AGN de menor escala, mientras los de mayor escala eran brillantes. Ello se debe a que el AGN se había apagado recientemente, dentro de los últimos 3 mil años.

Una vez que el AGN se extingue, los rasgos del AGN a menor escala se desvanecen porque también se interrumpe el suministro de fotones. Pero la región de gas ionizado a gran escala sigue siendo visible, ya que los fotones tardan unos 3.000 años en llegar al borde de la región. La observación de la actividad pasada de los AGN se conoce como eco de luz.

“Usamos el satélite NuSTAR de rayos X de la NASA, la mejor herramienta para observar actividad de AGN actual”, señaló Claudio Ricci, investigador del Núcleo de Astronomía UDP, quien participó del estudio. “Gracias a la falta de detección de NuSTAR pudimos descubrir que el núcleo está completamente muerto”.

Los hallazgos indican que la muerte de un AGN ocurre dentro de una escala de 3 mil años, y el núcleo se vuelve mil veces más débil durante los últimos 3 mil años.

Kohei Ichikawa, primer autor del paper presentado en la Conferencia Nº238 de la American Astronomical Society, dice que seguirán investigando la muerte de los AGN. “Buscaremos más AGN moribundos usando un método similar al de este estudio. También obtendremos observaciones de seguimiento de alta resolución espacial para investigar los flujos de entrada y salida de gas, que podrían clarificar cómo se ha apagado la actividad del AGN”, manifestó.

The figure above shows the radio band composite image of Arp 187 obtained by VLA and ALMA telescopes (blue: VLA 4.86 GHz, green: VLA 8.44 GHz, red: ALMA 133 GHz). The image shows clear bimodal jet lobes, but the central nucleus (center of the image) is dark or non-detection. (Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Ichikawa et al.)

These observation results are presented in the 238th Meeting of the American Astronomical Society in June 2021 as “Serendipitous Discovery of a Dying Active Galactic Nucleus in Arp 187” by Kohei Ichikawa, Junko Ueda, and UDP postdoc Taiki Kawamuro.

Post taken from ALMA News

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