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Una elevación de 0.1segundos-luz para la base óptica del jet en un agujero negro Galáctico

Autor/es: P. Gandhi, M. Bachetti, V.S. Dhillon, R.P. Fender, L.K. Hardy, F.A. Harrison, S.P. Littlefair, J. Malzac, S. Markoff, T.R. Marsh, K. Mooley, D. Stern, J.A. Tomsick, D.J. Walton, P. Casella, F. Vincentelli, D. Altamirano, J. Casares, C. Ceccobello, P.A. Charles, C. Ferrigno, R.I. Hynes, C. Knigge, E. Kuulkers, M. Pahari, F. Rahoui, D.M. Russell, A.W. Shaw

Referencia: 2017 Nature Astronomy 1 859 | Enlace

 Visión esquemática de la geometría de acreción y del jet en V404 Cygni. El agujero negro y su disco de acreción están representados a la derecha del dibujo. Los rayos X se originan en una región compacta a ~5 <strong>R</strong><sub>S</sub> del agujero negro, por Comptonización  en el propio jet o en una corona sobre el disco de acreción. Los fotones ópticos muestran un retraso de ~0.1 s respecto a los fotones X. Dicho retraso limita el tamaño de la zona de aceleración y colimación del jet (ACZ), de donde proviene la emisión sincrotrón óptica. Más allá de la base óptica se producen choques entre regiones del jet que se expanden longitudinal y lateralmente. Estos choques internos inyectan energía que produce radiación a más baja frecuencia, en el rango de las ondas radio.
Visión esquemática de la geometría de acreción y del jet en V404 Cygni. El agujero negro y su disco de acreción están representados a la derecha del dibujo. Los rayos X se originan en una región compacta a ~5 RS del agujero negro, por Comptonización  en el propio jet o en una corona sobre el disco de acreción. Los fotones ópticos muestran un retraso de ~0.1 s respecto a los fotones X. Dicho retraso limita el tamaño de la zona de aceleración y colimación del jet (ACZ), de donde proviene la emisión sincrotrón óptica. Más allá de la base óptica se producen choques entre regiones del jet que se expanden longitudinal y lateralmente. Estos choques internos inyectan energía que produce radiación a más baja frecuencia, en el rango de las ondas radio.

Muchos agujeros negros acretantes muestran la presencia de jets de plasma relativista. Diversos modelos teóricos postulan que dichos jets se forman por material que es acelerado y colimados por campos magnéticos en las proximidades del agujero negro central. Para medir el tamaño de la zona de aceleración del jet y comprender su física es importante aislar la emisión que allí se produce. Sin embargo, es muy difícil conseguirlo ya que la radiación originada en la base del jet se encuentra mezclada con emisión proveniente de otras regiones del disco de acreción. En este trabajo mostramos la presencia de variabilidad óptica rápida en el agujero negro Galáctico V404 Cyg durante el pico de la erupción de 2015. Dicha variabilidad se encuentra retrasada ~0.1 segundos respecto a variabilidad en rayos X, producida en las cercanías del agujero negro. Además, la señal óptica retrasada coincide con un episodio de abrillantamiento de la emisión radio del jet. Este resultado indica que la variabilidad óptica proviene del jet y permite establecer un tamaño característico de ≲103 radios de Schwarzschild para la zona responsable, estableciendo restricciones importantes a los modelos magneto-hidrodinámicos y la física de choques.  Similitudes con observaciones en blazars sugieren que podrían existir similitudes en la física de los jets de ambos sistemas, con un escalado dependiente de la masa del agujero negro central. Dos de los agujeros negros con jets mejor estudiados hasta ahora también muestran retrasos ópticos muy similares, lo cual sugiere que la escala espacial de la región de aceleración de los jets es un rasgo característico de estos sistemas.

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