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Ciencia con el GTC

Lucha de titanes: dos agujeros negros en acción
19 Dic. 2013

Utilizando el instrumento CanariCam, instalado en el Gran Telescopio Canarias (GTC), el grupo de investigadores “Los Piratas” espía el interior de un sistema en interacción en el que dos galaxias chocan, fusionándose y alimentando los dos agujeros negros de sus respectivos núcleos

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Arp299 es el nombre de un sistema formado por dos galaxias (NGC3690 + IC694) en colisión. Este sistema en interacción se encuentra en una etapa relativamente temprana de su accidentado encuentro. Ambas tienen un núcleo activo (los denominados AGNs, Active Galactic Nucleus) que alberga un agujero negro en su interior y, por primera vez, se ha podido aislar la emisión en el infrarrojo medio de estos dos núcleos que interactúan y emiten de forma simultánea.

Pero penetrar en el corazón de esas densas zonas es complicado debido a que, en su mayor parte, están rodeados por un toro compuesto de gas y polvo que bloquea la emisión de los agujeros negros, además de polvo y gas provenientes de las galaxias que los albergan. Gracias a instrumentos como CanariCam, que trabaja en el rango del infrarrojo medio, combinado con la capacidad colectora del Gran Telescopio Canarias (GTC) podemos curiosear en el interior de estas densas regiones para ver qué ocurre más allá del toro.

La interacción del sistema Arp 299 se inició al menos hace 750 millones de años, pero el sistema aún no se ha fusionado del todo. Se trata de un sistema LIRG (Luminous Infrared Galaxy) y la principal causa de su inmensa emisión es la intensa actividad de formación estelar que tiene lugar en el sistema, es decir, en las regiones nucleares, los brazos espirales y también en la zona de choque de las dos galaxias.

“Trabajos anteriores indicaban la presencia de actividad en los núcleos de ambas galaxias – afirma Almudena Alonso Herrero, quien lidera este trabajo-, pero gracias a la gran resolución angular de los datos obtenidos por GTC/CanariCam se han mejorado en un factor diez las observaciones de este sistema llevadas a cabo anteriormente en el infrarrojo medio. Los datos obtenidos muestran la presencia de actividad en lo más profundo de ambos núcleos”.

La emisión en el infrarrojo medio del núcleo de NGC3690 (la galaxia del sistema situada al oeste) puede explicarse como la reemisión del polvo que se encuentra en el toro grumoso y que ha sido calentado por el AGN. Por su parte, el espectro nuclear de IC694 (la galaxia del sistema situada al este) muestra una brillante emisión de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH) originada en una región profunda y que indica la presencia de una intensa actividad de formación estelar en esta zona así como evidencia de polvo calentado por el AGN.

En resumen, por primera vez se ha podido detectar y diferenciar la emisión en el infrarrojo cercano de los dos AGN en Arp299 que interactúan y emiten de forma simultánea. Según las predicciones de modelos teóricos, la actividad de ambos AGN sólo ocurriría simultáneamente en aproximadamente el 10% de la duración de la interacción, especialmente durante la separación de los núcleos de Arp299.

Por tanto, Arp299 representa un interesante caso de estudio para probar predicciones teóricas sobre la actividad simultánea de dos núcleos de galaxias activos durante las primeras etapas del choque galáctico.

 Más información:

Artículo científico: Uncovering the deeply embedded AGN activity in the nuclear regions of the interacting galaxy Arp299, por Alonso-Herrero et al. 2013; publicado en la revista ApJ Letters. Se trata del primer artículo publicado con datos del instrumento CanariCam.

Las observaciones de CanariCam que se han utilizado para este trabajo son parte del Programa de Tiempo Garantizado liderado por el Profesor C. Telesco de la Universidad de Florida (EE.UU.) que es también coautor de este trabajo.

El equipo “Los Piratas” se creó con el fin de optimizar la explotación de los datos obtenidos con tiempo garantizado y tiempo abierto de observación en los instrumentos T-ReCS (instalado en el telescopio Gemini-Sur) y CanariCam (en el Gran Telescopio Canarias). El grupo incluye astrónomos de España, México, Estados Unidos, Alemania, Italia y Gran Bretaña, uniendo las capacidades de personas que destacan en áreas como la construcción de instrumentos, desarrollo de modelos, técnicas observacionales y, sobre todo, por la amplia experiencia que poseen en estos campos. Los miembros del equipo son: Chris Packham (UTSA, EE.UU.); Almudena Alonso-Herrero(CSIC, España); N. Levenson (Gemini); Itziar Aretxaga (INAOE, México); Andrés Asensio Ramos (IAC, España); Luis Colina (CSIC, España); Tanio Díaz-Santos(Caltech, EE.UU.); Moshe Elitzur (Kentucky, EE.UU.); Pilar Esquej (CSIC, España); Omaira González Martín (IAC, España); Enrique López Rodríguez (UTSA, EE.UU.); Roberto Maiolino (Cambridge, Reino Unido); Rachel Mason (Gemini); Klaus Meisenheimer (MPfA, Alemania); Robert Nikutta(Univ. A. Bello, Chile); Miguel Pereira Santaella (INAF, Italia); Eric Perlman (FIT, EE.UU.); James Radomski (SOFIA, EE.UU.); Cristina Ramos Almeida (IAC, España); Pat Roche (Oxford, Reino Unido); José Miguel Rodríguez Espinosa (IAC, España); Ralf Siebenmorgen (ESO).

Enlaces:

Contacto:

Almudena Alonso Herrero, Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC).

E-mail: aalonso@ifca.unican.es

Teléfono: (+34) 942-206733 

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