Nuevas pistas de investigación de la presencia de las galaxias no convencionales que contienen 2 agujeros negros

Entre los astrónomos, que ha sido durante mucho tiempo bien establecido que la mayoría de las galaxias albergan un agujero negro en su centro. Pero las galaxias que albergan un par de agujeros negros se ha mantenido teórico.

Los resultados de la investigación del equipo apareció en la revista Astrophysical Journal el 19 de junio de 2020 en un artículo titulado "búsqueda sistemática de la periodicidad de rayos gamma en los núcleos galácticos activos detectado por el Área de Fermi Large Telescope".

"En general, los agujeros negros supermasivos se caracterizan por las masas de más de un millón de masas de la de nuestro Sol", dijo Pablo Peñil, autor principal del estudio y un Ph.D. estudiante en la Universidad Complutense de Madrid, en España. "Se han encontrado algunas de estas agujeros negros, conocidos como núcleos galácticos activos (AGN) para acelerar partículas a cerca de la velocidad de la luz en haces colimados llamados chorros. Se detecta la emisión de estos chorros a lo largo de todo el espectro electromagnético, pero la mayoría de su energía se libera en forma de rayos gamma ".

Los rayos gamma, que son la forma más extrema de la luz, son detectados por el telescopio de gran área a bordo de rayos gamma Fermi de la NASA telescopio espacial. AGN se caracterizan por variaciones bruscas e impredecibles en el brillo.

"La identificación de patrones regulares en su emisión de rayos gamma es como mirar el mar tempestuoso y la búsqueda de la pequeña conjunto regular de las olas causadas por, por ejemplo, el paso de un pequeño bote", dijo Peñil. "Se convierte en un gran reto muy rápidamente."

El equipo logra el primer paso difícil de identificar un gran número de galaxias que emite periódicamente durante años y está tratando de hacer frente a la cuestión de lo que está produciendo que el comportamiento periódico en estos AGN. Varias de las explicaciones posibles son fascinantes.

"El próximo paso será la preparación de campañas de observación con telescopios para seguir de cerca en estas galaxias y es de esperar desentrañar las razones detrás de estas observaciones convincentes", dijo el co-autor Marco Ajello, un profesor asociado en la Facultad de Departamento de Física de la Ciencia y astronomía en la Universidad de Clemson. "Tenemos algunas posibilidades en mente, de los efectos del faro producidas por los chorros de modulaciones en el flujo de materia hacia el agujero negro, pero una solución muy interesante sería que la periodicidad es producido por un par de agujeros negros supermasivos que giran alrededor de la otra . la comprensión de la relación de estos agujeros negros con su entorno, será esencial para obtener una imagen completa de la formación de galaxias ".

Gracias a una década de observaciones de Fermi-LAT, el equipo fue capaz de identificar la repetición de señales de rayos gamma sobre los ciclos de unos pocos años. En promedio, estas emisiones repiten aproximadamente cada dos años.

"Nuestro estudio representa la obra completa hasta la fecha más en la búsqueda de periodicidad en los rayos gamma, un estudio que jugará un papel decisivo en la obtención de conocimientos sobre el origen de este comportamiento peculiar," dijo el co-autor Alberto Domínguez, Ph.D. de Peñil el supervisor en Madrid y también un ex investigador postdoctoral en el grupo de Ajello en Clemson. "Hemos utilizado nueve años de continuas LAT observaciones de todo el cielo. Entre los más de dos mil AGN analizada, sólo una docena se destacan por esta emisión cíclica intrigante."

La ampliación de la muestra limitada de emisores periódicas constituye un importante salto hacia adelante para la comprensión de los procesos físicos subyacentes en estas galaxias.

"Anteriormente sólo se conocían dos blazares para mostrar los cambios periódicos en su brillo de rayos gamma. Gracias a nuestro estudio, podemos decir con confianza que este comportamiento está presente en otros 11 fuentes," dijo el co-autor Sara Buson, profesor de la Universidad de Würzburg en Alemania. "Además, nuestro estudio encontró otras 13 galaxias con toques de emisión cíclica. Sin embargo, para confirmar con seguridad esto, tenemos que esperar a que Fermi-LAT para recoger aún más datos."

fuente: Clemson University. "New research hints at the presence of unconventional galaxies containing 2 black holes: An international team of astronomers identifies periodic gamma-ray emissions from 11 active galaxies." ScienceDaily. ScienceDaily, 19 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200619143440.htm>.