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Chandra puntos de chorro cósmico extremadamente largos al comienzo del universo | Astronomía

La fuente de un flujo de partículas de 160.000 años luz de longitud es PSO J352.4034-15.3373 (PJ352-15 para abreviar), un agujero negro supermasivo de rápido crecimiento, o cuásar, se encuentra a unos 12.700 millones de años luz de distancia en la constelación de Acuario.

Ilustración de un artista de una vista cercana de un quásar y su chorro, como el de PJ352-52. Crédito de la imagen: NASA / CXC / M. Weiss.

“Sobre los agujeros negros supermasivos, creemos que los chorros pueden quitar suficiente energía para que el material caiga al interior y un agujero negro pueda crecer”, dijo el Dr. Thomas Connor, astrónomo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

El Dr. Connor y sus colegas necesitaban monitorear PJ352-15 durante tres días en total utilizando la visión nítida del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA para detectar evidencia del chorro de rayos X.

La emisión de rayos X se detectó a unos 160.000 años luz del cuásar en la misma dirección que los chorros más cortos vistos anteriormente en ondas de radio por una matriz de línea de base muy larga.

PJ352-15 rompe algunos récords astronómicos diferentes.

Primero, el avión a reacción más largo observado anteriormente desde los primeros mil millones de años después del Big Bang tenía solo unos 5.000 años luz de largo, lo que es consistente con las observaciones de radio de PJ352-15.

En segundo lugar, PJ352-15 está a 300 millones de años luz de la distancia más lejana del chorro de rayos X registrada antes.

“La longitud de este flujo es importante porque significa que el agujero negro supermasivo que lo alimenta ha estado creciendo durante un largo período de tiempo”, dijo el Dr. Eduardo Panados, astrónomo del Instituto Max Planck de Astronomía.

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“Este hallazgo confirma cómo los estudios de rayos X de cuásares distantes proporcionan un método crucial para estudiar el crecimiento de agujeros negros supermasivos distantes”.

Esta imagen muestra los datos de rayos X de Chandra de PJ352-15, junto con los datos ópticos e infrarrojos del telescopio Gemini-North y el telescopio Keck I, respectivamente.  Créditos de imagen: NASA / CXO / JPL / T. Connor / Gemini / NOIRLab / NSF / AURA / WM Keck Observatory.

Esta imagen muestra los datos de rayos X de Chandra de PJ352-15, junto con los datos ópticos e infrarrojos del telescopio Gemini-North y el telescopio Keck I, respectivamente. Créditos de imagen: NASA / CXO / JPL / T. Connor / Gemini / NOIRLab / NSF / AURA / WM Keck Observatory.

La luz detectada se emitió desde este plano cuando el universo tenía solo 0,98 mil millones de años, menos de una décima parte de su edad actual.

En este punto, la intensidad de la radiación cósmica de fondo de microondas que quedó del Big Bang era mucho mayor de lo que es hoy.

Cuando los electrones del avión se alejan del agujero negro a una velocidad cercana a la de la luz, se mueven y chocan con los fotones que forman la radiación cósmica de fondo de microondas, lo que aumenta la energía de los fotones en los rayos X rango para ser descubierto por Chandra.

En este escenario, el brillo de los rayos X aumenta en gran medida en comparación con las ondas de radio.

Esto está de acuerdo con la observación de que la propiedad de bombeo de rayos X grande no tiene emisiones de radio asociadas.

“Nuestros resultados muestran que las observaciones de rayos X podrían ser una de las mejores formas de estudiar quásares con chorros en el universo temprano”, dijo el Dr. Daniel Stern, astrónomo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

“O, en otras palabras, las futuras observaciones de rayos X pueden ser la clave para descubrir los secretos de nuestro pasado cósmico”.

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los un estudio Se publicará en El diario astrofísico.

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Thomas Connor Et al. 2021. Mejora de la emisión de rayos X del quásar de radio más potente en los primeros mil millones de años de vida del universo. a B C, En la prensa; arXiv: 2103.03879