Un estudio realizado con el telescopio espacial James Webb ha descubierto que los núcleos galácticos activos, agujeros negros supermasivos de rápido crecimiento, son menos comunes de lo que se pensaba anteriormente. Este descubrimiento sugiere un universo más estable y proporciona información sobre las galaxias débiles y los desafíos que supone identificar estos núcleos.
Telescopio espacial James Webb La encuesta revela menos agujeros negros supermasivos de lo esperado.
Un estudio de la Universidad de Kansas de parte del cosmos utilizando el telescopio espacial James Webb ha descubierto que los núcleos galácticos activos (agujeros negros supermasivos que crecen rápidamente en tamaño) son más raros de lo que muchos astrónomos pensaban antes.
Los resultados, obtenidos con el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) de JWST, sugieren que nuestro universo puede ser un poco más estable de lo que se pensaba anteriormente. El trabajo también proporciona información sobre las observaciones de galaxias débiles, sus propiedades y los desafíos en la identificación de AGN.
Detalles del estudio
Recientemente se publicó en arXiv antes de la publicación oficial por pares en EL Revista de astrofísica.
El trabajo, dirigido por Allison Kirkpatrick, profesora asistente de física y astronomía en KU, se centró en un área del cosmos estudiada durante mucho tiempo llamada Franja de Groth Extendida, ubicada entre las constelaciones de la Osa Mayor y Boötes. Sin embargo, los exámenes anteriores de la región se basaron en una generación de telescopios espaciales menos potente.
«Nuestras observaciones se realizaron en junio y diciembre pasados, y nuestro objetivo era caracterizar la apariencia de las galaxias en el apogeo de la formación estelar en el universo», dijo Kirkpatrick. “Se remonta a hace entre 7 y 10 mil millones de años. Hemos utilizado el instrumento de infrarrojo medio del telescopio espacial James Webb para observar el polvo en galaxias que existieron hace 10 mil millones de años, y ese polvo puede ocultar la formación estelar en curso, así como el crecimiento de agujeros negros supermasivos. Entonces realicé el primer estudio para buscar estos agujeros negros supermasivos escondidos en el centro de estas galaxias.
Mostramos MIRI apuntando a 1 (panel derecho) junto con las observaciones de Spitzer/IRAC (centro) y MIPS (izquierda) del misma región. Las aperturas indican la ubicación de las fuentes detectadas en cada imagen (solo región MIRI). Para MIPS (IRAC) En la imagen, las aberturas son de 6″ (2″), correspondientes al tamaño del haz del instrumento. En la imagen IRAC, el azul corresponde al canal 1 (3,6 μm), el verde corresponde al canal 2 (4,5 μm) y el rojo corresponde al canal 3 (5,8 μm). En la imagen MIRI, el filtro 770W es azul, el F1000W es verde y el F1280W es rojo. Crédito: Kirkpatrick et al., arXiv:2308.09750
Resultados e implicaciones
Si bien cada galaxia tiene una supermasiva agujero negro en el medio, los AGN son trastornos más dramáticos que atraen activamente gas y muestran una luminosidad ausente en los agujeros negros típicos.
Kirkpatrick y muchos colegas astrofísicos predijeron que el estudio JWST de mayor resolución localizaría muchos más AGN que un estudio anterior realizado con el Telescopio Espacial Spitzer. Sin embargo, incluso con la mayor potencia y sensibilidad de MIRI, se encontraron pocos AGN adicionales en la nueva investigación.
«Los resultados fueron completamente diferentes de lo que esperaba, lo que me llevó a mi primera gran sorpresa», dijo Kirkpatrick. “Una revelación importante fue la rareza de los agujeros negros supermasivos de rápido crecimiento. Este descubrimiento generó dudas sobre la ubicación de estos objetos. Resulta que estos agujeros negros probablemente estén creciendo a un ritmo más lento de lo que se pensaba anteriormente, lo cual es intrigante, dado que las galaxias que he observado se parecen a las nuestras. vía Láctea del pasado. Las observaciones anteriores con Spitzer solo nos han permitido estudiar las galaxias más brillantes y masivas con agujeros negros supermasivos de rápido crecimiento, lo que las hace fáciles de detectar.
Kirkpatrick dijo que un misterio importante en astronomía radica en comprender cómo los agujeros negros supermasivos típicos, como los que se encuentran en galaxias como la Vía Láctea, crecen e influyen en su galaxia anfitriona.
«Los resultados del estudio sugieren que estos agujeros negros no crecen rápidamente, absorben sólo una cantidad limitada de material y pueden no tener un impacto significativo en sus galaxias anfitrionas», afirmó. “Este descubrimiento abre una perspectiva completamente nueva sobre el crecimiento de los agujeros negros, ya que nuestra comprensión actual se basa en gran medida en los agujeros negros más masivos de las galaxias más grandes, que tienen efectos significativos en sus anfitriones, pero los agujeros negros más pequeños de estas galaxias probablemente tienen un impacto significativo en el crecimiento de los agujeros negros. no.»
Los ingenieros trabajaron meticulosamente para encajar el instrumento de infrarrojo medio del Telescopio Espacial James Webb en el ISIM, o Módulo de Instrumento Científico Integrado, en la sala limpia del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, el 29 de abril de 2013. Como sucesor del Telescopio Espacial Hubble, el Telescopio Webb será el telescopio espacial más poderoso jamás construido. Observará los objetos más distantes del universo, proporcionará imágenes de las primeras galaxias formadas y verá planetas inexplorados alrededor de estrellas distantes.
Otro hallazgo sorprendente fue la falta de polvo en estas galaxias, afirmó el astrónomo de la KU.
«Utilizando JWST, podemos identificar galaxias mucho más pequeñas que nunca, incluidas aquellas del tamaño de la Vía Láctea o incluso más pequeñas, lo que antes era imposible con estos corrimientos al rojo (distancias cósmicas)», dijo Kirkpatrick. “En general, las galaxias más masivas tienen abundante polvo debido a su rápido ritmo de formación estelar. Había asumido que las galaxias de menor masa también contendrían cantidades sustanciales de polvo, pero este no es el caso, desafiando mis expectativas y proporcionando otro descubrimiento intrigante.
Según Kirkpatrick, este trabajo cambia la comprensión del crecimiento de las galaxias, especialmente en lo que respecta a la Vía Láctea.
«Nuestro agujero negro parece avanzar sin incidentes, sin mostrar mucha actividad», dijo. “Una pregunta importante con respecto a la Vía Láctea es si alguna vez estuvo activa o pasó por una fase AGN. Si la mayoría de las galaxias, como la nuestra, no tienen AGN detectables, eso podría implicar que nuestro agujero negro nunca ha estado más activo en el pasado. En última instancia, este conocimiento ayudará a limitar y medir las masas de los agujeros negros, arrojando luz sobre los orígenes del crecimiento de los agujeros negros, que siguen siendo una pregunta sin respuesta.
Referencia: “Documento clave VII de CEERS: JWST/MIRI revela una baja población de galaxias del mediodía cósmico no vistas por Spitzer” por Allison Kirkpatrick, Guang Yang, Aurélien Le Bail, Greg Troiani, Eric F. Bell, Nikko J. Cleri, David Elbaz, Steven L. Finkelstein, Nimish P. Hathi, Michaela Hirschmann, Benne W. Holwerda, Dale D. Kocevski, Ray A. Lucas, Jed McKinney, Casey Papovich, Pablo G. Pérez-González, Alexander de la Vega, Micaela B. Bagley, Emanuele Daddi, Mark Dickinson, Henry C. Ferguson, Adriano Fontana, Andrea Grazian, Norman A. Grogin, Pablo Arrabal Haro, Jeyhan S. Kartaltepe, Lisa J. Kewley, Anton M. Koekemoer, Jennifer M. Lotz, Laura Pentericci, Nor Pirzkal, Swara Ravindranath, Rachel S. Somerville, Jonathan R. Trump, Stephen M. Wilkins y LY Aaron Yung, presentaron: La revista de astrofísica. arXiv:2308.09750
Kirkpatrick recientemente compró mucho tiempo en JWST para realizar un estudio más amplio del campo Extended Groth Strip con MIRI. Su artículo actual se centra en unas 400 galaxias. Su próximo estudio (MEGA: MIRI EGS Galaxy y AGN Survey) incluirá aproximadamente 5.000 galaxias. La obra está prevista para enero de 2024.
El mes de octubre ha comenzado con buen pie: el sol ha provocado una enorme llamarada solar de clase X, la “más poderosa de su tipo” según Space.com – que tiene el potencial de golpear nuestro planeta con una poderosa tormenta geomagnética esta semana.
La explosión solar sobrealimentada surgió de la mancha solar AR3842 el martes por la noche.
Alcanzó una magnitud X7,1, lo que lo convierte en el segundo más poderoso de los últimos siete años después del monstruo de magnitud X8,7 de mayo. Live Science informó.
El sol desató una enorme llamarada solar de clase X el martes por la noche, la más poderosa que puede generar, que podría golpear nuestro planeta con una poderosa tormenta geomagnética este fin de semana. NASA/SDO Una fotografía de la llamarada solar que emerge de la mancha solar AR3842 el 1 de octubre. NASA/SDO
También desencadenó una eyección de masa coronal (CME), cuando plasma y partículas magnéticas brotan de la superficie del sol, que se espera que golpee la Tierra el viernes alrededor de las 4 p.m. según Spaceweather.com.
Cuando esto suceda, los meteorólogos predicen que entrará en el campo magnético de la Tierra, provocando una fuerte «tormenta geomagnética de clase G3», la tercera categoría más poderosa. después del G4 y el G5.
Estos fenómenos pueden potencialmente afectar los sistemas de navegación, las redes eléctricas e incluso las comunicaciones por satélite, informó Space.com.
También energizan la aurora boreal, lo que a menudo lleva a que estos espectáculos de luz natural se vean mucho más al sur de lo habitual.
La llamarada fue una de las dos provocadas por la mancha solar AR3842 disparada esta semana.
La otra fue una llamarada de clase M, la segunda clase más poderosa, el lunes por la noche.
Las consecuencias de esta explosión provocaron un apagón temporal de la radio en grandes zonas del Océano Pacífico, incluido Hawaii.
Afortunadamente, los meteorólogos del Centro de Predicción del Clima Espacial de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE. UU. no mencionaron ninguna CME con destino a la Tierra que haya sido generada por dicha erupción, informó Space.com.
Hay una clase de objetos que viajan alrededor de nuestro sistema solar llamados «centauros». No se acercan a la Tierra, pero la NASA acaba de acercar uno de ellos con el poderoso telescopio espacial James Webb.
Se cree que los centauros son objetos helados que se originan en las afueras del sistema solar, donde vive Plutón, pero se han desplazado hacia el interior y ahora habitan los reinos entre Júpiter y Neptuno. Siguen siendo en gran medida un misterio, pero utilizando un instrumento Webb (un espectrógrafo) capaz de identificar la composición de mundos distantes, los científicos han inspeccionado de cerca Centaur 29P/Schwassmann-Wachmann 1, un objeto conocido por emitir chorros de gas.
«Webb realmente abrió la puerta a una resolución y sensibilidad que nos impresionaron: cuando vimos los datos por primera vez, nos emocionamos. Nunca habíamos visto algo así», dijo la investigadora de Goddard Sara Faggi del vuelo espacial de la NASA. Centro que lideró la investigacióndijo en un comunicado de la agencia.
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Podríamos neutralizar un asteroide entrante. Los científicos acaban de demostrarlo.
Si bien el objeto está demasiado distante y demasiado pequeño para obtener una imagen vívida (como la visión de Webb de un vasto mundo como Neptuno), el espectrógrafo de Webb reveló nuevos chorros de gas disparados desde el centauro. Dos de los jets recién descubiertos disparan CO2 (dióxido de carbono) al espacio y otro dispara CO (monóxido de carbono). Los investigadores buscaron agua en estas columnas, pero no detectaron ninguna.
El siguiente gráfico muestra la abundancia de elementos en los chorros observados por Webb (izquierda) y la construcción 3D de la NASA de cómo podría verse Centaur 29P/Schwassmann-Wachmann 1 (derecha).
Izquierda: La abundancia de elementos en los chorros observados por el telescopio Webb. Derecha: construcción 3D de la NASA de cómo podría verse Centaur 29P/Schwassmann-Wachmann 1. Crédito: NASA / ESA / CSA / L. Hustak (STScI) / S. Faggi (NASA-GSFC / American University)
Ilustración artística del telescopio espacial James Webb observando el cosmos desde una órbita a 1 millón de kilómetros de la Tierra. Crédito: GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutiérrez
Como muestran las reconstrucciones anteriores, Centaur 29P podría estar formado por dos objetos pegados durante mucho tiempo (los asteroides y otros objetos del espacio profundo tienden a hacer esto). Esto podría explicar las diferencias en las abundancias de CO2 y CO del objeto.
Pero la causa de estas explosiones de gas sigue siendo un misterio. Los cometas, que son “bolas de nieve sucias” hechas de hielo, rocas y polvo, liberan gases y vapor de agua a medida que se acercan al sol. Pero en los gélidos reinos del sistema solar exterior, hace demasiado frío para que el hielo de centauro se sublime rápidamente o cambie abruptamente de sólido a gas.
Velocidad aplastable de la luz
Para comprender lo que está sucediendo en estos lugares distantes, que son restos perfectamente conservados de nuestro sistema solar temprano y pueden ayudarnos a comprender nuestra evolución planetaria, los científicos necesitarán acercarse nuevamente a Centauro 29P.
«Sólo tuvimos tiempo de mirar este objeto una vez, como una instantánea en el tiempo», dijo Adam McKay, astrónomo y coautor del estudio en la Universidad Estatal de los Apalaches. “Observar estos aviones a lo largo del tiempo nos daría una idea mucho mejor de qué está provocando estas explosiones”, añadió.
Las poderosas capacidades del telescopio Webb
El Telescopio Webb, una colaboración científica entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense, está diseñado para observar las profundidades del cosmos y revelar nueva información sobre el universo primitivo. Pero también analiza planetas intrigantes de nuestra galaxia, así como planetas y lunas de nuestro sistema solar.
Así es como Webb logra hazañas sin precedentes, y probablemente lo hará durante décadas:
– Espejo gigante: El luminoso espejo de Webb mide más de 21 pies de diámetro. Es más de dos veces y media más grande que el espejo del Telescopio Espacial Hubble. Captar más luz le permite a Webb ver objetos más antiguos y distantes. El telescopio observa estrellas y galaxias que se formaron hace más de 13 mil millones de años, apenas unos cientos de millones de años después del Big Bang. “Vamos a ver las primeras estrellas y galaxias jamás formadas”, dijo a Mashable en 2021 Jean Creighton, astrónomo y director del Planetario Manfred Olson de la Universidad de Wisconsin-Milwaukee.
– Vista infrarroja: A diferencia del Hubble, que observa en gran medida la luz visible para nosotros, Webb es principalmente un telescopio infrarrojo, lo que significa que observa la luz en el espectro infrarrojo. Esto nos permite ver mucho más del universo. El infrarrojo tiene más tiempo longitudes de onda que la luz visible, por lo que las ondas de luz se deslizan más eficientemente a través de las nubes cósmicas; la luz no choca con tanta frecuencia y no es dispersada por estas partículas densamente empaquetadas. En última instancia, la visión infrarroja de Webb puede penetrar lugares donde el Hubble no puede.
“Esto levanta el velo”, dijo Creighton.
– Observar exoplanetas distantes: El telescopio Webb Lleva equipos especializados llamados espectrógrafos. que revolucionará nuestra comprensión de estos mundos distantes. Los instrumentos pueden descifrar qué moléculas (como agua, dióxido de carbono y metano) existen en las atmósferas de exoplanetas distantes, ya sean gigantes gaseosos o mundos rocosos más pequeños. Webb estudia exoplanetas en la Vía Láctea. ¿Quién sabe qué encontraremos?
«Podríamos aprender cosas en las que nunca pensamos», dijo Mercedes López-Morales, investigadora de exoplanetas y astrofísica de la Centro Harvard y Smithsonian de Astrofísicadijo Mashable en 2021.
Los astrónomos ya han descubierto intrigantes reacciones químicas en un planeta a 700 años luz de distancia y han comenzado a observar uno de los lugares más esperados del cosmos: los planetas rocosos del tamaño de la Tierra del sistema solar TRAPPISTA.
El sol dio la bienvenida a octubre con estilo, provocando dos potentes brotes en poco más de 24 horas.
El más reciente de los dos fue un llamarada solarel más poderoso de su tipo – y era un poderoso escala de clasificación de llamaradas. Esto alcanzó su punto máximo el martes 1 de octubre a las 6:20 p. m. EDT (22:20 p. m. GMT).
De acuerdo a Clima espacial.comesta erupción fue una de las más grandes del actual ciclo solar 25, ubicándose en segundo lugar detrás de la erupción masiva de X8.7 el 14 de mayo. (Actividad de el sol aumenta y disminuye en un ciclo de 11 años.) Una pérdida parcial o completa de las señales de radio de alta frecuencia (HF) es probablemente el resultado de la explosión en las partes iluminadas por el sol de la Tierra. Esto incluiría partes del hemisferio occidental, el océano Pacífico, Australia y la región de Asia y el Pacífico.
La nave espacial Observatorio de Dinámica Solar de la NASA capturó esta vista de una erupción solar X7.1 que entró en erupción el 1 de octubre de 2024. (Crédito de la imagen: NASA/SDO y los equipos científicos AIA, EVE y HMI, helioviewer.org)
A eyección de masa coronal (CME), una erupción masiva de plasma solar, se ha asociado con la llamarada X7.1, informó Spaceweather.com. La CME se dirigía hacia la Tierra y se espera que golpee nuestro planeta el viernes (4 de octubre), probablemente generando una fuerte tormenta geomagnética que podría sobrecargarse. amanecer póster.
Cuando se producen estas tormentas, el campo magnético de la Tierra sufre una alteración que puede afectar no sólo a las auroras boreales, sino también a los sistemas de navegación, las redes eléctricas e incluso las comunicaciones por satélite. Cuanto más poderosa es la tormenta, más el número en la escala de tormentas geomagnéticasy más dramáticos serán los efectos.
La erupción del martes surgió de mancha solar AR3842. El lunes 30 de septiembre, la misma mancha solar despegó de una llamarada M7.6. Las bengalas de clase M son las segundas más potentes detrás de las X, que son 10 veces más potentes. La erupción ocurrió a las 7:59 p.m.EDT (2359 GMT) y provocó un apagón de radio de onda corta en partes del Océano Pacífico.
