Fermi Bubbles explicado: vientos rápidos hacia el exterior y ‘choque inverso’ en el centro de la galaxia
enero 1, 2023Resumen
Los vientos rápidos que soplan hacia afuera desde el centro de la Vía Láctea podrían haber creado las grandes «burbujas de Fermi» emisoras de rayos gamma que se encuentran alrededor del centro de nuestra galaxia. Los investigadores utilizaron simulaciones y mediciones de un telescopio de rayos X para respaldar esta idea. Los vientos predichos por la simulación son similares a los flujos de salida observados en otras galaxias, lo que sugiere que vientos similares pueden haber estado presentes en nuestra propia galaxia hasta hace poco.
Un científico de la Universidad Metropolitana de Tokio ha demostrado que grandes burbujas emisoras de rayos gamma alrededor del centro de nuestra galaxia fueron producidas por vientos que soplan rápidamente hacia el exterior y el «choque inverso» asociado. Las simulaciones numéricas reprodujeron con éxito el perfil de temperatura observado por un telescopio de rayos X. Estos flujos de salida se han observado en otras galaxias; este hallazgo sugiere que vientos similares pueden haber estado soplando en nuestra propia Galaxia hasta hace muy poco tiempo.
El universo está lleno de objetos celestes masivos que aún no se han explicado. Una de ellas son las «burbujas de Fermi», llamadas así porque fueron descubiertas por primera vez por el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi en 2010. Estas burbujas son enormes regiones emisoras de rayos gamma que se extienden a ambos lados del centro de nuestra galaxia durante aproximadamente 50.000 años luz, sobresaliendo del plano de la Galaxia como globos como se muestra en la figura. A pesar de su escala alucinante, el mecanismo por el cual se forman aún no se ha descifrado.
Ahora, el profesor Yutaka Fujita de la Universidad Metropolitana de Tokio ha presentado evidencia teórica que demuestra cómo se pueden haber formado tales objetos. Desde su descubrimiento, se han propuesto muchas hipótesis sobre la formación de las burbujas de Fermi, incluida una actividad explosiva del agujero negro supermasivo central, vientos del agujero negro y una actividad constante de formación estelar. Distinguir estos escenarios es una tarea desafiante, pero la disponibilidad de observaciones de rayos X de última generación del satélite Suzaku nos brinda la oportunidad de comparar las mediciones con lo que esperamos de varios escenarios.
Las simulaciones del profesor Fujita consideraron que los vientos salientes del agujero negro inyectaban la energía necesaria en el gas que rodea el centro de la galaxia. Comparando con los perfiles medidos, encontraron que había una buena posibilidad de que las burbujas de Fermi fueran producidas por los vientos que soplan rápidamente, soplando a 1000 km por segundo durante 10 millones de años. Estos no son vientos como los experimentaríamos en la Tierra, sino corrientes de partículas altamente cargadas que viajan a altas velocidades y se propagan por el espacio. Estos vientos viajan hacia el exterior e interactúan con el «halo de gas» circundante, lo que provoca un «choque inverso» que crea un pico de temperatura característico. Las burbujas de Fermi corresponden al volumen en el interior de este frente de choque inverso. Es importante destacar que las simulaciones también mostraron que una explosión instantánea en el centro no podía reproducir los perfiles medidos por el telescopio, dando peso a un escenario basado en vientos constantes generados por el agujero negro central.
El autor señala que los vientos predichos por la simulación son similares a los flujos de salida observados en otras galaxias. La correspondencia sugiere que los mismos tipos de flujos de salida masivos vistos en otras partes del universo estuvieron presentes en nuestra propia Galaxia hasta hace relativamente poco tiempo.
Este trabajo fue apoyado por JSPS KAKENHI Grants-in-Aid (Números de concesión 20H00181, 22H00158 y 22H01268).
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