Acechando a unos 3 mil millones de años luz de distancia, Alcioneo es una radiogalaxia gigante que alcanza los 5 megaparsecs en el espacio. Tiene 16,3 millones de años luz de largo y constituye la estructura más grande conocida de origen galáctico.

Los radiolóbulos de Alcioneo. Crédito: Oei et al., arXiv, 2022.

El descubrimiento destaca nuestra escasa comprensión de estos colosos y lo que impulsa su increíble crecimiento. Pero podría proporcionar un camino para una mejor comprensión, no solo de las radiogalaxias gigantes, sino también del medio intergaláctico que se desplaza en los enormes vacíos del espacio.

Las radiogalaxias gigantes son un misterio más en un universo lleno de misterios. Consisten en una galaxia anfitriona (que es el grupo de estrellas que orbitan un núcleo galáctico que contiene un agujero negro supermasivo), así como colosales chorros y lóbulos que brotan del centro galáctico.

Estos chorros y lóbulos, al interactuar con el medio intergaláctico, actúan como un sincrotrón para acelerar los electrones que producen la emisión de radio.

Emisión de radio

Estamos bastante seguros de saber qué produce los chorros: un agujero negro supermasivo activo en el centro galáctico. Nos referimos a un agujero negro como «activo» cuando está tragando (o «acrecentando») material de un disco gigante de material a su alrededor.

No todo el material en el disco de acreción que se arremolina en un agujero negro activo inevitablemente termina más allá del horizonte de eventos. Una pequeña fracción de alguna manera se canaliza desde la región interna del disco de acreción hacia los polos, donde se lanza al espacio en forma de chorros de plasma ionizado, a velocidades que representan un porcentaje significativo de la velocidad de la luz.

Estos chorros pueden viajar distancias enormes antes de expandirse en lóbulos emisores de radio gigantes.

Crédito: Oei et al., arXiv, 2022.

Este proceso es bastante normal. Incluso la Vía Láctea tiene lóbulos de radio. Lo que realmente no sabemos bien es por qué, en algunas galaxias, crecen hasta tamaños absolutamente gigantescos, en escalas de megaparsec. Estas se llaman radiogalaxias gigantes, y los ejemplos más extremos podrían ser clave para comprender qué impulsa su crecimiento.

«Si existen características de las galaxias anfitrionas que son una causa importante del crecimiento de las radiogalaxias gigantes, es probable que las anfitriones de las radiogalaxias gigantes más grandes las posean», explican los investigadores, dirigidos por el astrónomo Martijn Oei del Observatorio de Leiden en los Países Bajos. en su artículo de preimpresión publicado en arXiv y próximamente disponible en Astronomy & Astrophysics.

«Del mismo modo, si existen entornos particulares a gran escala que son altamente propicios para el crecimiento de radiogalaxias gigantes, es probable que las radiogalaxias gigantes más grandes residan en ellos».

Búsqueda sensible

El equipo buscó estos valores atípicos en los datos recopilados por LOw Frequency ARray (LOFAR) en Europa, una red interferométrica que consta de alrededor de 20.000 antenas de radio, distribuidas en 52 ubicaciones en toda Europa.

Reprocesaron los datos a través de una nueva tubería, eliminando las fuentes de radio compactas que podrían interferir con las detecciones de lóbulos de radio difusos y corrigiendo la distorsión óptica.

Los lóbulos de Alcioneo se pasan por alto fácilmente en el LoTSS DR2 en su resolución estándar. Crédito: Oei et al., arXiv, 2022.

Las imágenes resultantes, dicen, representan la búsqueda más sensible jamás realizada de lóbulos de radiogalaxias. Luego, utilizaron la mejor herramienta de reconocimiento de patrones disponible para localizar su objetivo: sus propios ojos. Así encontraron a Alcioneo, saliendo de una galaxia a unos miles de millones de años luz de distancia.

«Hemos descubierto lo que es en proyección la estructura más grande conocida hecha por una sola galaxia: una radiogalaxia gigante con una longitud propia proyectada [de] 4,99 ± 0,04 megaparsecs. La verdadera longitud adecuada es al menos... 5,04 ± 0,05 megaparsecs», escribieron.

Monstruo en crecimiento

Una vez que midieron los lóbulos, los investigadores utilizaron el Sloan Digital Sky Survey para tratar de comprender la galaxia anfitriona.

Encontraron que es una galaxia elíptica bastante normal, incrustada en un filamento de la red cósmica, registrando alrededor de 240 mil millones de veces la masa del Sol, con un agujero negro supermasivo en su centro alrededor de 400 millones de veces la masa del Sol.

Ambos parámetros se encuentran en el extremo inferior de las radiogalaxias gigantes, lo que podría proporcionar algunas pistas sobre qué impulsa el crecimiento de los lóbulos de radio.

«Más allá de la geometría, Alcioneo y su anfitrión son sospechosamente ordinarios: la densidad de luminosidad total de baja frecuencia, la masa estelar y la masa del agujero negro supermasivo son más bajas que las de las radiogalaxias gigantes mediales, aunque similares», señalan los investigadores. «Por lo tanto, las galaxias muy masivas o los agujeros negros centrales no son necesarios para que lleguen a ser gigantes y, si el estado observado es representativo de la fuente durante su vida útil, tampoco lo es la alta potencia de radio».

Podría ser que Alcioneo esté sentado en una región del espacio que tenga una densidad más baja que el promedio, lo que podría permitir su expansión, o que la interacción con la red cósmica desempeñe un papel en el crecimiento del objeto.

Sin embargo, sea lo que sea lo que hay detrás, los investigadores creen que Alcioneo sigue creciendo aún más, muy lejos en la oscuridad cósmica.

Fuente: SciAl. Edición: MP.