M104: EL GRAN ENGAÑO DEL AGUJERO NEGRO SUPERMASIVO. 235d6x

Bienvenidos a Bajo las Estrellas, el podcast donde exploramos juntos el cielo nocturno.

Hoy tenemos sobre la mesa un estudio, bueno, muy reciente, sobre una galaxia que seguro que todos conocen, la galaxia del sombrero, M104.

Parece que unos astrónomos han usado una red global de radiotelescopios para, bueno, para mirar su corazón con un detalle sin precedentes.

Sí, exacto.

Han utilizado la interferometría de muy larga base, lo que llamamos VLBI.

Es una técnica increíble.

Con ella han estudiado los chorros de partículas que salen del agujero negro supermasivo central y lo han hecho a escalas diminutas, de menos de un parsec.

Menos de un parsec.

Es como tener una lupa cósmica, pero, vamos, potentísima.

Menos de un parsec.

Vaya pasada.

¿Y qué buscaban exactamente con esa lupa tan potente? ¿Qué querían ver? Pues, principalmente, entender mejor cómo funcionan estos chorros, sobre todo en galaxias como M104, que tienen núcleos poco luminosos, y también, claro, qué ocurre muy muy cerca del agujero negro.

Analizaron datos en varias frecuencias de radio, 12, 22, 44 y 88 GHz, y en distintos momentos.

Así podían ver cómo se mueven y qué propiedades tienen.

Vale, vale.

Entiendo.

Vamos a desgranar esto un poco.

¿Consiguieron ver bien los chorros? ¿Se distinguían? Sí, sí.

Perfectamente.

Fueron claramente un chorro doble, uno que se acerca hacia nosotros y otro que se aleja.

Esto lo vieron bien en las frecuencias de 12 y 22 GHz.

Y lo más fuerte es que a 44 GHz lograron resolver la base del chorro.

Imagínate, a una distancia de solo unas 70 veces el radio de Schwarzschild del agujero negro.

¿70 veces? Pero eso es… eso es estar pegado al horizonte de sucesos, prácticamente, increíblemente cerca.

Justo.

¿Y se mueven rápido? Pues midieron sus movimientos aparentes, claro.

El chorro que se acerca parece viajar a un 20% de la velocidad de la luz, o sea 0.20 c.

Y el que se aleja, ese va más lento, a un 5%, 0.05 c.

Son velocidades, bueno, subrelativistas.

Ya.

¿Y eso qué nos dice? ¿Sobre cómo vemos la galaxia desde aquí, quiero decir? Buena pregunta.

Al combinar esas velocidades aparentes con el brillo relativo que vemos entre los dos chorros, pudieron estimar el ángulo con el que vemos el sistema.

Y resulta que es un ángulo bastante amplio, mayor de 37 grados.

O sea, que no la vemos de frente.

No, exacto, la vemos más bien inclinado, más de lado.

Y esto, a su vez, implica que la velocidad real, la intrínseca, del chorro estaría entre el 10% y el 40% de la velocidad de la luz.

Probablemente el valor más ajustado sea alrededor del 19%.

¿Hubo una sorpresa con las mediciones del tamaño del núcleo a diferentes frecuencias? Sí, así es.

Eso fue lo más inesperado quizá.

Midieron el tamaño del núcleo central, esa fuente compacta, en las distintas frecuencias.

Y bueno, a frecuencias más bajas, de 2.3 a 44 gigahertz, todo encajaba.

El tamaño seguía una relación esperada.

A más frecuencia, menor tamaño aparente.

Lo normal.

Pero.

¿Pero? A 88 gigahertz.

Sorpresa.

El núcleo resultó ser más grande de lo que se esperaba según esa relación.

Más grande.

¿Y eso qué significa? No puede ser solo el chorro entonces, ¿o sí? Pues ahí está lo fascinante.

Esa desviación podría indicar que la emisión a 88 gigahertz tiene un origen diferente.

O, al menos, que hay otra cosa contribuyendo de forma importante.

¿Otra cosa? ¿Como qué? Se postula que podría venir del propio disco de acreción caliente que rodea al agujero negro.

Lo que se conoce como flujo de acreción dominado por advección, o ADAF.

Un ADAF.

O sea, el gas caliente que cae hacia el agujero negro, pero de una forma menos eficiente emitiendo luz.

Justo.

Es un escenario donde el gas está muy caliente, y radialmente ineficiente.

Modelaron la emisión total de M104 combinando el chorro y este modelo ADAF, y encaja bastante bien con los datos observados.

Vaya.

¿Crees que a esa frecuencia tan alta, a 88 gigahertz, podríamos estar viendo no solo la base del chorro, sino también el propio disco de acreción? Exactamente.

El modelo, de hecho, predice que si observáramos a frecuencias todavía más altas, como 230 o 340 gigahertz, la emisión del ADAF dominaría completamente la emisión de radio sobre la del chorro.

Sería lo principal que veríamos.

Qué interesante.

Y hay más detalles.

Las temperaturas de brillo, que midieron a 12, 22 y 44 gigahertz, sugieren que la energía de las partículas y la del campo magnético en el chorro están más o menos en equilibrio.