Instituto de Física y Astronomía

25 de Mayo, 2018

PBC J2333.9-2343 es una radiogalaxia gigante que ha transitado un tempestuoso pasado durante los últimos millones de años. Su núcleo está compuesto por un agujero negro supermasivo y dos chorros relativistas apuntando en direcciones opuestas en el plano del cielo. Pero además, esta galaxia es un blazar, es decir, que presenta un chorro relativista apuntando en la dirección del observador. La discrepancia entre estas clasificaciones se puede explicar mediante un cambio en la orientación de los chorros relativistas tras una fase de actividad nuclear, ya que a lo largo de la vida de una galaxia, ésta pasa por fases en las que el núcleo es activo — donde el agujero negro se alimenta — y otras en las que es inactivo. En este escenario, los viejos chorros debieron formarse hace cientos de millones de años durante una fase de actividad, más tarde el núcleo se apagó para más tarde activarse y formar los nuevos chorros relativistas que apuntan en nuestra dirección hace apenas unos miles de años.

   Un grupo de científicos internacionales, liderado por la doctora Lorena Hernández García de la Universidad de Valparaíso han observado esta galaxia a diferentes longitudes de onda, utilizando los telescopios ópticos San Pedro Mártir en México y el New Technology Telescope en Chile, y el satélite de rayos X Swift para investigar las propiedades de esta galaxia tan peculiar. El trabajo se ha publicado recientemente en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

 (MNRAS).

  En este trabajo los investigadores muestran las excepcionales propiedades del espectro óptico de PBC J2333.9-2343 así como su variabilidad a frecuencias ópticas, ultravioletas y en rayos X. Por una parte, encuentran variaciones en la componente ancha de la línea de Halpha,  que proviene de una región de nubes de gas moviéndose a más de 10000 km/s localizadas muy cercanas al agujero negro — llamada región de líneas anchas. Estos cambios se han observado en una escala temporal de seis años, siguiendo el mismo patrón y escala temporal que la variabilidad en rayos X. Dado que la emisión en rayos X parece estar dominada por emisión proveniente de los chorros, los investigadores sugieren que estos chorros relativistas son al menos en parte responsables de la fotoionización del gascercano al agujero negro, mediante choques entre éstos y las nubes de gas localizadas en la región de líneas anchas o el medio interestelar.

  Además, en el estudio encuentran la presencia de vientos que se mueven a velocidades de aproximadamente 2000 km/s y que se manifiestan en el espectro óptico como líneas ensanchadas. Estos vientos se expulsan desde distancias cercanas al agujero negro cuando éste se está “alimentando”, y es la primera vez que se observan en un blazar. Si bien estos vientos son expulsados desde regiones más lejanas, no es posible determinar exactamente desde dónde puesto que se desconoce su movimiento. En el estudio proponen que estos vientos podrían ser debidos a la interacción del chorro relativista con las nubes de gas y probablemente con el medio interestelar, donde a medida que la materia choca con el medio va lanzando material que resulta en vientos.

   “Esta galaxia presenta una combinación excepcional de interacción entre nubes de gas en la region de líneas anchas, vientos y chorros relativistas — explica la Dr. Hernández García — pero necesitamos confirmar si el escenario propuesto es correcto, por ello estamos solicitando tiempo en diferentes telescopios en tierra y en el espacio a diferentes frecuencias para poder continuar con el estudio de la física de este núcleo”.  Aún queda descubrir a qué se debe esta actividad reiniciada en los núcleos de las galaxias, ya que para cambiar la dirección de un chorro relativista algún suceso violento ha debido suceder en el centro de la galaxia, por ejemplo la fusión entre dos galaxias o algún cuerpo menor, de modo que a la vez de reactivar el núcleo también produzca este cambio y de lugar a las características propiedades que presenta esta peculiar galaxia.Sin embargo, debido al impacto que los chorros relativistas pueden tener sobre la galaxia anfitriona, entender cómo funciona esta actividad reiniciada es de esencial importancia para comprender la naturaleza y evolución de las galaxias, así como para poder estimar escalas temporales en las cuales este tipo de actividad está sucediendo. Por ello, PBC J2333.9-2343 representa un caso excepcional que permite estudiar estas propiedades. Los investigadores continuarán con el estudio de esta galaxia y con la búsqueda de otras galaxias con propiedades similares.