Descuberta unha galaxia xigante 32 veces máis grande que a Vía Láctea, bautizárona «Problema»

Os chorros de plasma brillantes de Inkathazo móstranse en vermello e amarelo. A luz das estrelas doutras galaxias circundantes pódese ver ao fondo / K.K.L Charlton (UCT), MEERKAT, HSC, CARTA, IDIA, CC BY

Poida que non o saibas, pero agora mesmo hai unha enorme festa cósmica ocorrendo moi, moi por encima das nosas cabezas. Os principais asistentes á festa son coñecidos como buracos negros supermasivos. Estes misteriosos obxectos poden ter masas de varios millóns ou miles de millóns de veces a do Sol e son tan densos que deforman o espazo-tempo ao seu ao redor.

Ata onde saben os astrónomos, todas as galaxias albergan un buraco negro supermasivo no seu centro. Nalgunhas galaxias, grandes cantidades de gas interestelar viran ao redor do buraco negro supermasivo e son absorbidas máis aló do horizonte de sucesos, esencialmente cara ao buraco negro. Este proceso crea unha enorme cantidade de fricción e enerxía, o que pode causar a “festa” da que falo: liberando grandes cantidades de luz en moitas cores e frecuencias diferentes ao longo do espectro electromagnético.

Nalgúns casos, o buraco negro mesmo expulsa chorros de plasma que se estenden millóns de anos luz a través do espazo intergaláctico. O gas de plasma está tan quente que é esencialmente unha sopa de electróns movéndose preto da velocidade da luz. Estes chorros de plasma brillan en frecuencias de radio, polo que poden verse cun radiotelescopio e, apropiadamente, chámanse galaxias de radio. Nun episodio recente do pódcast de astronomía The Cosmic Savannah, comparei a súa aparencia con dúas barras luminosas (os chorros de plasma) saíndo dunha bóla de masilla adhesiva (a galaxia). Os astrónomos supoñen que os chorros de plasma continúan expandíndose cara a fóra co tempo, medrando eventualmente ata converterse en galaxias de radio xigantes.

A ciencia coñece millóns de galaxias de radio de tamaño normal. Pero para 2020 só atopáronse unhas 800 galaxias de radio xigantes, case 50 anos despois do seu descubrimento inicial. Considerábanse raras. Con todo, unha nova xeración de radiotelescopios, incluído o MEERKAT de Sudáfrica, cambiou esta idea: no últimos cinco anos descubríronse unhas 11.000 galaxias xigantes.

O descubrimento máis recente dunha galaxia de radio xigante por MEERKAT é extraordinario. Os chorros de plasma deste xigante cósmico abarcan 3.3 millóns de anos luz de extremo a extremo, máis de 32 veces o tamaño da Vía Láctea. Son unha das investigadoras principais que fixo o descubrimento. Alcumámola Inkathazo, que significa “problema” nos idiomas isiXhosa e isiZulu de Sudáfrica. Isto débese a que foi un pouco problemático entender a física detrás do que está a ocorrer con Inkathazo.

Este descubrimento brindounos unha oportunidade única para estudar galaxias de radio xigantes. Os achados desafían os modelos existentes e suxiren que aínda non entendemos moito da complicada física do plasma en xogo nestas galaxias extremas.

O telescopio MEERKAT está situado na rexión do Karoo en Sudáfrica, está composto por 64 antenas de radio e é operado e xestionado polo Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica. É un precursor do Arranxo de Quilómetro Cadrado, que, cando comece as súas operacións científicas ao redor de 2028, será o telescopio máis grande do mundo.

Esta é a terceira galaxia de radio xigante que os meus colaboradores e eu descubrimos con MEERKAT nunha porción relativamente pequena do ceo preto do ecuador, de aproximadamente o tamaño de cinco lúas cheas, que os astrónomos chaman o “campo COSMOS”. Apuntamos MEERKAT cara a COSMOS durante as primeiras etapas das enquisas máis avanzadas de galaxias distantes xamais realizadas: a Exploración Extragaláctica Internacional en Escalas de Gigahercios (MIGHTEE).

O equipo de MIGHTEE, unha colaboración de astrónomos de todo o mundo, e eu publicamos por primeira vez o descubrimento das outras dúas galaxias de radio xigantes en COSMOS en 2021.

Detectamos Inkathazo máis recentemente nas miñas propias observacións de seguimento con MEERKAT do campo COSMOS, así como na enquisa completa de MIGHTEE.

Con todo, Inkathazo difire das súas compañeiras cósmicas en varios aspectos. Non ten as mesmas características que moitas outras galaxias de radio xigantes. Por exemplo, os chorros de plasma teñen unha forma inusual. En lugar de estenderse rectamente dun extremo ao outro, un dos chorros está dobrado.

Ademais, Inkathazo atópase no centro mesmo dun cúmulo de galaxias, en lugar de estar en relativo illamento, o que debería dificultar que os chorros de plasma medran ata tamaños tan enormes. A súa localización nun cúmulo expón preguntas sobre o papel das interaccións ambientais na formación e evolución destas galaxias xigantes.

 

Un mapa da idade espectral de Inkathazo. O cian e o verde mostran plasma máis novo, mentres que o púrpura indica plasma máis antigo / K.K.L Charlton (UCT), MEERKAT, HSC, CARTA, IDIA., CC BY

As capacidades excepcionais de MEERKAT están a axudarnos a resolver este enigma cósmico. Creamos algúns dos mapas espectrais de maior resolución xamais realizados para galaxias de radio xigantes. Estes mapas rastrexan a idade do plasma en diferentes partes da galaxia, proporcionando pistas sobre os procesos físicos en xogo.

Os resultados revelaron complexidades intrigantes nos chorros de Inkathazo. Algúns electróns dentro dos chorros de plasma reciben impulsos inesperados de enerxía. Cremos que isto pode ocorrer cando os chorros chocan con gas quente nos baleiros entre galaxias dun cúmulo. Isto dános pistas sobre o tipo de física do plasma que podería estar a ocorrer nestas partes extremas do Universo que non predixeramos anteriormente.

O feito de que revelásemos tres galaxias de radio xigantes ao apuntar MEERKAT cara a unha soa porción do ceo suxire que probablemente haxa un enorme tesouro destes xigantes cósmicos esperando ser descuberto no ceo austral. O telescopio é incriblemente poderoso e está nunha localización perfecta para este tipo de investigacións, polo que está idealmente posicionado para descubrir e aprender máis sobre as galaxias de radio xigantes nos próximos anos.

FONTE: quo.eldiario.es/Jacinta Delhaize, Universidade de Cidade do Cabo