El chorro energético del agujero negro súpermasivo de 3C 321

Continuando con la historia de ayer sobre agujeros negros, hoy os dejo otro ejemplo de cómo los más masivos (los que se encuentran en los centros de las galaxias) realmente influyen mucho en sus alrededores. De nuevo tenemos que usar datos multifrecuencia, combinando imágenes en óptico (también ultravioleta e infrarrojo a veces) con observaciones tanto en rayos X (que son los que trazan los fenómenos más energéticos de las galaxias) como en continuo de radio (emisión que se llama "de sincrotrón" y que se origina por las partículas cargadas a grandes velocidades moviéndose según dicta el intenso campo magnético que generan objetos energéticos como púlsares o agujeros negros). En el caso que os presento hoy se trata de la galaxia 3C 321. Este objeto está a 1400 millones de años luz de nosotros, proyectado sobre la constelación de la Serpiente. En realidad son dos galaxias en interacción separadas por sólo 20 mil años luz (menos de la distancia del Sol al centro de la Vía Láctea). La galaxia mayor posee un agujero negro súper-masivo en su centro. Este agujero negro es activo y ha creado un enorme chorro de material que se escapa de la galaxia principal a grandes velocidades. La peculiaridad del sistema es que este chorro de materia atraviesa la galaxia enana compañera.

(Izquierda) Imagen multifrecuencia de la pareja de galaxias 3C 321 combinando datos en rayos X del satélite Chandra de NASA (en púrpura), datos ultravioleta del Telescopio Espacial Hubble (HST, NASA/ESA, en rojo), datos en óptico también del HST (en amarillo y naranja) y datos en radio-continuo (en azul) conseguidos con los interferómetros VLA (EE.UU.) y MERLIN (Reino Unido). El chorro energético de gas que sale del centro de la galaxia mayor (a la izquierda) destaca en color azul, la emisión en radiocontinuo, y atraviesa la galaxia enana compañera. Un punto brillante azul muestra el lugar donde este chorro ha chocado con la galaxia enana, disipando pare te su energía. El chorro energético se ve afectado por ello, y de hecho es desviado parcialmente por la galaxia enana. Los paneles pequeños a la derecha muestran las imágenes individuales obtenidas en cada uno de los rangos espectrales usados para crear la imagen de la izquierda. Crédito: X-ray: NASA/CXC/CfA/D.Evans et al.; Optical/UV: NASA/STScI; Radio: NSF/VLA/CfA/D.Evans et al., STFC/JBO/MERLIN.
El efecto que tiene el chorro de material energético, dominado por radiación en altas energías, sobre la galaxia enana es brutal. No sólo porque "barre" el gas difuso que la galaxia enana pudiera tener, inhabilitando así la formación estelar, sino porque en el caso de existir planetas como la Tierra en esa galaxia enana sus atmósferas se verían afectadas seriamente, por ejemplo, la capa de ozono sería destruida por completo. No obstante, algunos astrofísicos sostienen que, una vez pasado el chorro de gas energético, se podría inducir la formación estelar de nuevo en la galaxia enana al volver a caer el gas difuso a su interior.

Comparación entre la imagen multrifrecuencia de 3C 321 (izquierda) y una ilustración artística que esquematiza el efecto del chorro energético lanzado por el agujero negro súper-masivo sobre la galaxia enana. Los detalles más importantes están identificados. Crédito: Imagen: X-ray: NASA/CXC/CfA/D.Evans et al.; Optical/UV: NASA/STScI; Radio: NSF/VLA/CfA/D.Evans et al., STFC/JBO/MERLIN; Ilustración: NASA/CXC/M. Weiss.
Otra peculiaridad de 3C 231 es que esta alineación tan buena entre el chorro de gas emitido por el agujero negro súper-masivo y la galaxia enana es muy raro. En realidad, algunos de estos chorros energéticos duran poco tiempo dentro de la escala del Cosmos. En el caso del chorro de 3C 231 se estima no tiene más de un millón de años, un suspiro en el tiempo de vida de las galaxias. De ahí la importancia que tiene estudiar este curioso fenómeno.

Imagen de gran campo centrada sobre 3C 321 y que muestra la extensa emisión tanto en radiocontinuo (en azul) como en rayos X (en púrpura), mostrando dos lóbulos a 1.7 millones de años luz creados por los chorros de material energéticos lanzados por el agujero negro súper-masivo central de la galaxia principal. Crédito: X-ray: NASA/CXC/CfA/D.Evans et al.; Radio: NSF/VLA/CfA/D.Evans et al., STFC/JBO/MERLIN.
En realidad, los chorros energéticos emitidos por el agujero negro súpermasivo del centro de la galaxia principal de 3C 321 llegan muy lejos. Como muestra la imagen superior, alcanzan una distancia de 1.7 millones de años luz, esto es, más de 3/4 de distancia entre la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda. En efecto, 3C 321 es un ejemplo de radiogalaxia con dos chorros y dos lóbulos finales.
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Más información
- Nota de prensa de satélite Chandra (NASA): "Death Star' Galaxy Black Hole Fires at Neighboring Galaxy", 17 de diciembre de 2007, en inglés.