XMM-Newton y el misterioso velo de gas en torno a los cuásares

Broad Absorption Line quasar
Broad Absorption Line quasar
9 abril 2008

XMM-Newton ha detectado una emisión de rayos X mucho más intensa de lo que se creía posible en una rara clase de galaxia. La observación proporciona nuevos datos sobre los poderosos procesos que dan forma a las galaxias durante su formación y evolución.

Los científicos que trabajan con XMM-Newton observaban, en los límites observacionales del universo, objetos llamados cuásares. Los cuásares son motores cósmicos que inundan de energía su alrededores, alimentados, según se cree, por un enorme agujero negro.

A medida que la materia cae en el agujero negro se va acumulando en un reservorio llamado disco de acreción, que se calienta. Las simulaciones de ordenador sugieren que la potente radiación y los campos magnéticos presentes en esta región toman parte del gas presente en el entorno gravitatorio del agujero negro y lo arrojan de nuevo al espacio.

Esta emisión tiene un profundo efecto sobre la galaxia. Puede crear turbulencias en el gas en toda la galaxia, entorpeciendo la formación estelar. Así, entender a los cuásares es un paso importante para entender la historia de las galaxias.

BAL quasar, top view
BAL quasar, top view

Sin embargo, la estructura en torno al cuásar es difícil de ver debido a la distancia. La luz y los rayos X procedentes de esa galaxia tardan miles de millones de años en alcanzarnos.

Entre el 10 y el 20% de los cuásares son de un tipo especial llamados BAL, siglas en inglés de "líneas de absorción anchas". Estas líneas BAL parecen indicar la presencia de una gruesa envoltura de gas en torno al cuásar.

La mayoría de los investigadores cree que el gas fluye del cuásar BAL con orientación ecuatorial, siguiendo el disco de acreción. Estos cuásares muestran una emisión de rayos X escasa, lo que indica que hay gas suficiente para absorber la mayoría de los rayos X emitidos por las regiones en torno al agujero negro.

Pero algunos cuásares BAL parecen estar emitiendo material a lo largo de sus ejes polares, en ángulo recto respecto a los discos de acreción.

JunXian Wang, del Centro de Astrofísica, Universidad de Ciencia y Tecnología de China, Hefei, y sus colegas Tinggui Wang y Hongyan Zhou, observaron con XMM-Newton cuatro de estos cuásares BAL polares, identificados previamente por ellos mismos. Estaban investigando si los rayos X estaban siendo absorbidos muy intensamente.

BAL quasar, side view
BAL quasar, side view

XMM-Newton observó estos cuásares polares en momentos específicos durante 2006 y 2007. Dos de ellos emitieron más rayos X de lo que los investigadores habían anticipado, lo que indicaría que no hay ningún velo de gas envolviendo a estos particulares cuásares. “Nuestros resultados pueden ayudar a refinar los modelos que simulan cómo funcionan estos cuásares”, dice Wang.

Esto podría significar que los cuásares BAL son más complejos de lo que se creía originalmente. “Quizás en estos objetos haya tanto flujos ecuatoriales como polares, y de forma simultánea”, dice Wang. Quizás ambos flujos sean producidos por fenómenos similares.

Las simulaciones de ordenador sugieren que los flujos polares, como el gas eyectado desde el disco de acreción, también es material que cae, rechazado por la intensa radiación antes de que se aproxime al agujero negro.

Wang y sus colegas están haciendo ahora un seguimiento de este trabajo. Esperan seguir más cuasares BAL durante un periodo de tiempo más largo. “Necesitamos más datos para poder analizar los detalles de la emisión en rayos X”, dice Wang.

Se diría que cuantos más astrónomos observan el universo, más complejo se vuelve éste.

Nota a los editores:

Este trabajo aparece en ‘XMM observations of BAL Quasars with polar outflows’ by J. Wang, P. Jiang, H. Zhou, T. Wang, X. Dong, and H. Wang, published in the Astrophysical Journal Letters on `20 March 2008.

Para más información, contactar con:

Junxian Wang, Center for Astrophysics
University of Science and Technology of China, Hefei
Email: Jxw @ ustc.edu.cn

Norbert Schartel, ESA XMM-Newton Project Scientist
Email: Norbert.Schartel @ esa.int

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