Una investigación internacional, en la que participa un equipo del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha aportado nuevas evidencias sobre un enigmático estallido procedente de una galaxia situada a 216 millones de años luz, proponiendo una nueva interpretación basada en un cambio espontáneo de los polos magnéticos en el campo que rodea su agujero negro central. El estudio ha utilizado datos conjuntos de diferentes satélites y telescopios, entre ellos el Telescopio Nacional Galileo (TNG) y el Gran Telescopio Canarias (GTC), ambos ubicados en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma). Los resultados se publicarán próximamente en la revista The Astrophysical Journal.

A principios de marzo de 2018, el All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN), un programa automatizado para buscar nuevas supernovas y otros fenómenos astronómicos transitorios, alertó a los científicos de que una galaxia llamada 1ES 1927+654 aumentó su brillo casi 100 veces en luz visible. Una búsqueda de detecciones anteriores por parte del sistema robótico de sondeo astronómico y alerta temprana Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS), financiado por la NASA, mostró que la erupción había comenzado meses antes, cerca de finales de 2017. Tres meses después del descubrimiento la emisión de rayos X de la galaxia desapareció.   

"Se han visto cambios rápidos en luz visible y ultravioleta en unas pocas docenas de galaxias similares a esta –explica Sibasish Laha, investigador postdoctoral de la Universidad de Maryland y del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Estados Unidos­–, pero este evento marca la primera vez que hemos visto que los rayos X se apagan por completo mientras se ilumina en otras longitudes de onda".

"Una interpretación inicial de la erupción sugería un escenario en el que una estrella pasó tan cerca del agujero negro que se desintegró, dando lugar a un aumento de brillo, y a la vez interrumpiendo el flujo de gas", señala Josefa Becerra, investigadora del IAC y coautora del artículo. "Sin embargo, un evento así se desvanecería más rápidamente que este estallido", añade.

El equipo de investigación analizó observaciones recientes y de archivo cubriendo todo el espectro electromagnético. El Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA y el satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA) proporcionaron mediciones en ultravioleta y en rayos X. Las observaciones de luz visible se realizaron con el Telescopio Nacional Galileo (TNG) y el Gran Telescopio Canarias (GTC o Grantecan), ambos situados en el Observatorio del Roque de los Muchachos (ORM) en la isla de La Palma. Las mediciones de radio se obtuvieron usando el Very Long Baseline Array, una red de 10 radiotelescopios situados en Estados Unidos, el Very Large Array de Nuevo México y la red europea VLBI (Very Long Baseline Interferometer).

"La alta calidad del espectro de GTC/OSIRIS permite disociar la contribución estelar de la del núcleo activo", destaca José Acosta, investigador del IAC y coautor del artículo. "La población estelar de la galaxia anfitriona está dominada por estrellas jóvenes y el espectro nuclear está dominado por fuertes líneas de emisión", señala.

La mayoría de las grandes galaxias, incluida nuestra propia Vía Láctea, albergan un agujero negro supermasivo cuya masa varía entre millones y miles de millones de veces la masa del Sol. Cuando la materia cae hacia uno de ellos, primero se acumula en una vasta estructura aplanada llamada disco de acreción. A medida que el material se arremolina lentamente hacia el interior, se calienta y emite luz visible, ultravioleta y de rayos X de baja energía. Cerca del agujero negro, una nube de partículas extremadamente calientes -llamada corona- produce rayos X de mayor energía. El brillo de estas emisiones depende de la cantidad de material que fluye hacia el agujero negro.  

La singular desaparición de la emisión de rayos X proporciona a los astrónomos la sospecha de que la corona, responsable de esa emisión ha desaparecido, lo cual apunta a un cambio radical del campo magnético. "Una inversión magnética, en la que el polo norte se convierte en sur y viceversa, parece ajustarse mejor a las observaciones", comenta Mitchell Begelman, profesor del departamento de ciencias astrofísicas y planetarias de la Universidad de Colorado Boulder que desarrolló el modelo. "El campo se debilita inicialmente en la periferia del disco de acreción, lo que provoca un mayor calentamiento y brillo en la luz visible y ultravioleta", aclara.

A medida que avanza el cambio de polaridad, el campo se vuelve tan débil que ya no puede soportar la corona y la emisión de rayos X desaparece. A continuación, el campo magnético se refuerza gradualmente en su nueva orientación. En octubre de 2018, unos 3-4 meses después de su desaparición, los rayos X volvieron, indicando que la corona se había restablecido por completo.

Es probable que las inversiones magnéticas sean eventos comunes en el Cosmos. El registro geológico muestra que el campo de la Tierra cambia de forma impredecible, con un promedio de unas pocas inversiones cada millón de años en el pasado reciente. El Sol, en cambio, sufre una inversión magnética como parte de su ciclo normal de actividad, cambiando los polos norte y sur aproximadamente cada 11 años.

Artículo: Sibasish Laha et al: "A radio, optical, UV and X-ray view of the enigmatic changing look Active Galactic Nucleus 1ES 1927+654 from its pre- to post-flare states”, The Astrophysical Journal, 2022 May. arXiv: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2022arXiv220307446L/abstract

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