Impresión artística de un núcleo galáctico activo. Crédito: ESA/NASA, proyecto AVO y Paolo Padovani.
Un equipo científico internacional, en el que ha participado el IAC, ha podido determinar la estructura de la galaxia FBQS J1644+2619, que alberga un potente núcleo galáctico activo (AGN, por sus siglas en inglés). De ese núcleo emergen unos chorros de material muy energéticos. El estudio se ha llevado a cabo usando la cámara infrarroja CIRCE del Gran Telescopio CANARIAS (GTC), ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos. Este hallazgo se enmarca dentro del debate sobre el tipo de galaxias que pueden albergar los AGN más potentes, generalmente asociados a galaxias elípticas muy masivas. Este es el primer artículo que sale a la luz con datos de CIRCE y se publica hoy en la revista especializada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Una galaxia activa es aquella que en su núcleo tiene un objeto compacto, un agujero negro muy masivo, que engulle la materia de su alrededor, transformándola en energía luminosa y en jets o chorros de partículas muy energéticos con velocidades cercanas a la de la luz (jets relativistas). Cuando estos chorros de alta velocidad apuntan hacia La Tierra, su fuerte emisión en radio llega muy amplificada debido a efectos relativistas, diluyendo la luz de la galaxia anfitriona. Esta característica define a una clase de AGN, denominados blázares. A pesar de haber sido investigados durante décadas, muchos aspectos de la física que los gobierna siguen siendo esquivos. Su propia formación y estructura, así como los mecanismos de aceleración de sus partículas, son algunas de las preguntas sin resolver de la astrofísica moderna.
Entre los distintos tipos de AGN, se encuentran las galaxias Seyfert, que habitualmente se hallan en galaxias de morfología espiral y no suelen presentar jets relativistas. Las galaxias Seyfert se clasifican por su emisión en el rango de luz visible en dos tipos: 1, aquellas cuyo núcleo aparece más luminoso y presenta líneas de emisión ensanchadas, provenientes de un gas muy ionizado; y 2, con núcleos menos luminosos y que no presentan ensanchamiento en esas líneas de emisión. Existen tipos intermedios como las denominadas Seyfert de tipo 1, con líneas estrechas (NLSy1) que muestran características peculiares, aunque por lo general se alojan en galaxias espirales y la masa de su agujero negro no excede unas decenas de millones de masas solares. En la última década, el satélite Fermi de la NASA ha detectado emisión variable de rayos gamma procedente de algunas galaxias tipo NLSy1, revelando una posible tercera clase de núcleos galácticos activos capaces de formar chorros relativistas alrededor de agujeros negros poco masivos.
Galaxias con núcleos activos
Una de las cuestiones relacionadas con esta clase de núcleos galácticos es el tipo de galaxia que los aloja. Por lo general, los núcleos galácticos activos de tipo Seyfert se encuentran en galaxias espirales y la masa de su agujero negro central es relativamente pequeña (entre un millón a decenas de millones de masas solares), mientras que los jets muy luminosos solo se habían observado hasta ahora en galaxias elípticas gigantes cuyos agujeros negros son entre cien millones y varios miles de millones de veces más masivos que el Sol.
El hallazgo de los chorros o jets en una clase de AGN que reside habitualmente en las galaxias espirales puso en duda el modelo hasta ahora aceptado por la comunidad científica de que los núcleos galácticos activos solamente producen jets en galaxias elípticas gigantes. Esto implicaría que tales estructuras, en el caso de las galaxias tipo NLSy1, puede ser producidas por diferentes mecanismos de los que actúan en blázares y radiogalaxias.
Observación en el infrarrojo
Para arrojar luz sobre este asunto, Filippo D’Ammando, investigador del Istituto di Radioastronomia y la Universidad de Bolonia, junto con un equipo científico formado por los investigadores del IAC José A. Acosta-Pulido y Cristina Ramos Almeida entre otros, utilizó imágenes infrarrojas de alta resolución de FBQS J1644 + 2619, una de las galaxias Seyfert detectada previamente en rayos gamma por Fermi. La galaxia FBQS J1644 + no es muy luminosa en el rango visible, pero sí es muy potente en radio y rayos gamma. “Este resultado –subraya Cristina Ramos Almeida- es posible gracias a la excelente óptica de GTC que permite obtener imágenes de alto contraste y separar la luz de la galaxia de la del núcleo brillante”. “Gracias a los datos de CIRCE –explica José Acosta-Pulido- hemos derivado su brillo superficial para saber si se trataba de una morfología elíptica o una espiral y hemos estimado la masa de su agujero negro central”.
“Hemos demostrado por primera vez que la galaxia anfitriona de uno de estos núcleos galácticos activos de tipo NLSy1 –Narrow Line Seyfert 1- es una galaxia elíptica y la masa del agujero negro central es de unos 200 millones de masas solares, comparables a los que generalmente se estiman para blázares”, apunta Filippo D’Ammando.
Este hallazgo es importante para confirmar las teorías acerca de la naturaleza de los chorros relativistas en los AGN, aunque para esclarecer cómo se forman se necesitan más observaciones de las galaxias donde se encuentran. “No se sabe por qué una subpoblación de galaxias de tipo NLSy1 pueda desarrollarse en una galaxia elíptica y no en una espiral, como ocurre en el caso de otras fuentes de núcleos activos.” Esta peculiaridad parece ser fundamental para la formación del chorro relativista en estos objetos y, por lo tanto, para los rayos gamma que vemos con Fermi”, concluye Filippo D’Ammando.
Artículo: “Uncovering the host galaxy of the γ-ray emitting narrow-line Seyfert 1 galaxy FBQS J1644+2619”, por F. D’Ammando et. al.
Mon Not R Astron Soc Lett slx042
https://academic.oup.com/mnrasl/article-lookup/doi/10.1093/mnrasl/slx042
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