¿Qué condiciones conducirían a este evento alrededor del agujero negro en la galaxia Pictor A?

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Esta es una imagen de un chorro de partículas que sale del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia Pictor A a casi la velocidad de la luz. Fuente

Este evento supuestamente se crea a partir de un agujero negro de 40 millones de masas solares. La cita completa aquí:

La imagen recientemente publicada muestra el poder aterrador de un agujero negro supermasivo real ubicado en la galaxia Pictor A, a unos 500 millones de años luz de distancia. Este agujero negro es aproximadamente 40 millones de veces la masa del Sol (que es aproximadamente 10 veces más grande que el agujero negro en el centro de nuestra propia galaxia) , y si reemplazara al Sol dentro de nuestro Sistema Solar, su horizonte de eventos se tragaría Las órbitas de Mercurio y Venus.

Ahora, una búsqueda rápida en Wikipedia mostraría una abundancia de agujeros negros supermasivos muchos, muchas veces más grandes que ese agujero negro supermasivo, así como algunos que tienen alrededor de la misma masa.

A mi pregunta: ¿Qué conjunto de condiciones especiales que rodean a este agujero negro supermasivo en particular es capaz de crear este evento espectacular?

Edite para mayor claridad: con esto quise decir el jet y el punto de acceso.

CipherBot
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Excelente pregunta Necesito una respuesta también.
Nico
¿Te refieres a los jets, los lóbulos o los puntos calientes?
HDE 226868
@ HDE226868 Me refería al jet y al punto de acceso.
Editaré
Digamos, ¿cuál es el sitio de la galaxia anfitriona en relación con esta imagen? Quiero decir: ¿es la imagen una pequeña área central de la galaxia anfitriona (¿qué tan pequeña?) ... o de hecho, la galaxia misma es simplemente una pequeña parte central de esta foto?
Fattie

Respuestas:

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Este es un claro ejemplo de un chorro astrofísico , en este caso, muy probablemente un chorro relativista. En resumen, se forma un disco de acreción alrededor de un agujero negro (supermasivo o no). La materia se tira hacia el agujero negro y se energiza aún más, antes de ser acelerada en un chorro que emana de los polos del agujero negro. Se han propuesto dos mecanismos diferentes para la formación de chorros:

  • El proceso de Blandford-Znajek requiere que se forme un campo magnético (a partir del disco de acreción) centrado alrededor del agujero negro. Las partículas cargadas luego se mueven a lo largo de las líneas de campo, en chorros. Recientemente escribí una respuesta sobre los detalles (ver ¿Cómo un agujero negro que se acumula adquiere campos magnéticos? ). Para que este proceso funcione, necesita un disco de acreción. Generalmente se considera la explicación más probable para los chorros de agujeros negros.
  • El proceso de Penrose toma energía cinética rotacional de la ergosfera fuera del horizonte de eventos y la da a partículas que se mueven en chorros. Tenga en cuenta que esto no depende tanto del disco de acreción como el proceso Blandford-Znajek. Para que este proceso funcione, necesita un agujero negro giratorio rodeado de algo, probablemente en un disco.

El punto de acceso es, para mí, mucho más interesante. Me recuerda a las estructuras que se ven alrededor de las estrellas jóvenes: salidas bipolares (corrientes de gas que pueden formar ondas de choque) y objetos Herbig-Haro (los resultados de las ondas de choque de los chorros relativistas. Obviamente, los mecanismos son diferentes, por lo que no puede haber una analogía clara Pero lo que es interesante sobre los flujos de salida bipolares y los objetos de Herbig-Haro es que las ondas de choque producidas en ellos resultan de colisiones con el medio interestelar.

Si un mecanismo similar causara las ondas de choque por el punto de acceso, entonces podríamos concluir que los chorros han golpeado el medio intergaláctico. Pero no creo que este sea necesariamente el caso, en parte debido a cuánto tiempo duran estos chorros antes de la formación del punto de acceso. Uno pensaría que si el punto de acceso y las ondas de choque se deben a colisiones con el medio intergaláctico, los chorros serían mucho más cortos, porque probablemente habrían alcanzado regiones de mayor densidad antes. Es por eso que me parece interesante, y por qué no puedo darle una buena razón de por qué el punto de acceso se formó donde lo hizo, o la razón precisa de que esté allí.

HDE 226868
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Gracias por la gran respuesta. ¿Sería correcto entonces decir: el punto de acceso es causado por el jet que golpea "algo" (tal vez el IGM u otra cosa) pero no estamos muy seguros de qué ...?
Fattie
¿Es una coincidencia que el punto de acceso existe justo donde termina el lóbulo de radio que se muestra?
Fattie
@JoeBlow Sí, es probable que sea correcto que el avión esté golpeando algo, posiblemente el IGM. No, no es una coincidencia que el amor por la radio termine allí; El final del lóbulo es donde golpea el IGM o cualquier gas / plasma / polvo / con el que esté colisionando.
HDE 226868
¡Solo puedo decir "duh"! thx
Fattie
@ JoeBlow No hay problema. Me alegra que haya ayudado.
HDE 226868
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Es una cuestión infalible, como se describe en el artículo :

La nueva imagen muestra cómo el material que está siendo consumido por el agujero negro (estrellas, planetas, gas interestelar, astronautas incautos (broma)) libera un tremendo excedente de energía a medida que gira alrededor del horizonte de eventos en un disco de acreción masiva.

o en este artículo :

Se libera una gran cantidad de energía gravitacional a medida que el material gira hacia el horizonte de eventos, el punto de no retorno para el material que cae. Esta energía produce un enorme haz, o chorro, de partículas que viajan a casi la velocidad de la luz hacia el espacio intergaláctico.

La materia que cae, principalmente polvo y gas, pero también estrellas, se acelera a casi la velocidad de la luz. Esa es una cantidad gigante de energía. Parte de ella se emite como radiación electromagnética.

El otro factor es el polvo circundante. Si todo esto sucede en una densa nube de polvo, no se ve bien desde afuera.

Siguiente: ¿Estás seguro de que otros agujeros negros supermasivos no muestran características similares? Los cuásares cerca del borde del universo visible son visibles, ya que sus respectivos chorros apuntan hacia nosotros.

Gerald
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He editado un poco la pregunta para aclarar lo que quise decir. Así que para repetir mi edición: "Con esto quise decir el jet y el punto de acceso". Gracias.
CipherBot