Revelada la estructura del famoso chorro de materia de M87, la galaxia más brillante del Cúmulo de Virgo

Un trabajo del Máster en Astrofísica de la Universidad de Barcelona (UB) realizado en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) por la alumna Alejandra Yrupe Fresco, actualmente doctoranda del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, ha revelado el núcleo tenue y la estructura del chorro de partículas en la región nuclear de M87, la galaxia más brillante del Cúmulo de Virgo. Este proyecto se llevó a cabo en colaboración con los investigadores del IAC Juan Antonio Fernández Ontiveros, Almudena Prieto y José Antonio Acosta Pulido, y fue posible gracias a las capacidades polarimétricas únicas del instrumento ALFOSC, instalado en el Telescopio Óptico Nórdico (NOT), del Observatorio del Roque de los Muchachos.

Las observaciones fueron realizadas a principios de abril de 2017, casi simultáneamente con la campaña del Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT, por sus siglas en inglés), que proporcionó la primera imagen mundialmente famosa del agujero negro en el núcleo de M87.

Agujeros negros masivos

Los agujeros negros masivos son entornos complejos regidos por la física de altas energías, donde las partículas son aceleradas a lo largo del eje del sistema, dando lugar a la formación de chorros prominentes que se extienden más allá de los límites de sus galaxias anfitrionas.

Imagen que muestra la polarización linear en I-band en porcentaje. Crédito: Alejandra Fresco/Juan Antonio Fernández Ontiveros.

La polarización de la luz codifica una información valiosa sobre las condiciones físicas y la configuración del campo magnético en las proximidades del agujero negro, donde se emitió esta radiación. Cuando se observa en luz polarizada, el núcleo de M87 se ve mucho más débil y menos polarizado que el chorro extendido, que alcanza un notable grado de polarización por encima del 20%. Esta diferencia refleja la complejidad de la región nuclear, donde la estructura del chorro se reduce a las escalas físicas más pequeñas. “Al mapear el ángulo de orientación de la luz polarizada -explica Alejandra Yrupe Fresco-, podemos rastrear la estructura helicoidal de la distribución del campo magnético a lo largo de la dirección del chorro. Esto se revela por un patrón característico donde las secciones vecinas en el chorro emiten luz polarizada con orientaciones perpendiculares.”

Un resultado adicional del estudio es el bajo nivel de actividad en las proximidades del núcleo durante las observaciones. HST-1 es una famosa estructura de gas que se volvió aún más brillante que el núcleo durante un período de actividad de las fulguraciones entre 2005 y 2007, y que apenas se detecta en las imágenes de ALFOCS de abril de 2017. Esto también se confirma en las observaciones del Observatorio de rayos X Chandra, de la NASA, durante la misma época.

El estudio es el resultado del Máster en Astrofísica en la Universidad de Barcelona de la estudiante Alejandra Fresco -primera autora del artículo en MNRAS recientemente publicado- dentro del proyecto PARSEC (The central PARSEC of galaxies across the electromagnetic spectrum): http://research.iac.es/proyecto/parsec/main/index.php

El trabajo ha sido concebido y dirigido en su integridad por Juan Antonio Fernández Ontiveros, actualmente en el Instituto de Astrofísica y Planetología Espacial (INAF-IAPS) de Italia y Almudena Prieto. Después del Máster, Alejandra Yrupe Fresco fue becada para hacer su doctorado en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, bajo la dirección de Andrea Merloni y Celine Peroux (ESO).