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# Física # Fenómenos Astrofísicos de Altas Energías

Investigando los Jets de NGC 315

Un estudio revela información sobre los jets y los campos magnéticos en la galaxia NGC 315.

L. Ricci, B. Boccardi, J. Roeder, M. Perucho, G. Mattia, M. Kadler, P. Benke, V. Bartolini, T. P. Krichbaum, E. Madika

― 6 minilectura


Chorros de NGC 315: Un Chorros de NGC 315: Un Estudio negro. magnéticos alrededor de un agujero Perspectivas sobre los jets y campos
Tabla de contenidos

NGC 315 es una galaxia que tiene un agujero negro supermasivo, que es como una aspiradora gigante absorbiendo todo a su alrededor. Este agujero negro no está quieto; lanza chorros de plasma que pueden viajar grandes distancias a alta velocidad. El objetivo principal de nuestro estudio es entender los campos magnéticos y otras propiedades de estos chorros.

¿Qué son los Chorros?

Los chorros son corrientes de material que salen disparadas desde el área alrededor de los agujeros negros. ¡Pueden extenderse por miles de años luz! Piénsalo como géiseres cósmicos, donde el agujero negro es la bomba y los campos magnéticos son las fuerzas que guían el flujo del agua.

Cómo Estudiamos NGC 315

Para investigar las propiedades de esta galaxia, usamos herramientas especiales llamadas observaciones de interferometría de muy larga base (VLBI). Este método combina datos de varios radiotelescopios que están distribuidos a grandes distancias. Imagínate tratando de tomar una selfie grupal con amigos que están lejos; necesitarías tecnología especial para que todos salgan bien. ¡Eso es lo que hace VLBI en el espacio!

Campos Magnéticos y Plasma

Los chorros están compuestos de plasma, un estado de la materia donde los electrones son separados de los átomos. Este plasma es influenciado por campos magnéticos, que pueden ayudar o dificultar su movimiento. Exploramos cómo se comporta el plasma magnetizado y cómo afecta la formación y el movimiento de los chorros.

Firmas Observacionales

Observamos varias señales o marcadores de nuestras observaciones, como el Índice espectral y la Temperatura de Brillo. El índice espectral nos dice cómo varía la intensidad del chorro con la frecuencia, mientras que la temperatura de brillo nos ayuda a entender la energía dentro del chorro. Es como revisar un boletín de calificaciones para los chorros, donde cada materia (o frecuencia) revela sus fortalezas y debilidades.

Hallazgos sobre el Índice Espectral

En las regiones interiores de NGC 315, encontramos que el índice espectral era pronunciado. Esto significa que los chorros se comportaban de manera diferente a lo esperado. Cuando nos alejamos del agujero negro, el índice espectral comenzó a aplanarse, lo que indica que los chorros estaban en transición. Esto podría significar que las partículas dentro de los chorros están perdiendo energía a medida que viajan.

Perfiles de Temperatura de Brillo

También estudiamos la temperatura de brillo, que es una forma de medir la energía de los chorros. Nuestras observaciones mostraron que a ciertas frecuencias, los chorros eran dominados por energía magnética en su base. A medida que nos alejamos del agujero negro, los chorros comenzaron a mostrar señales de equilibrar su distribución de energía. Es como ver a un grupo de amigos compartiendo bocadillos; al principio, una persona toma más, pero eventualmente, los bocadillos se comparten de manera más equitativa.

Fuerza del Campo Magnético

Basado en nuestras observaciones, llegamos a algunas conclusiones sobre la fuerza de los campos magnéticos en los chorros. La fuerza del campo magnético parece depender de qué tan lejos estamos del agujero negro. Cerca del agujero negro, los campos magnéticos son fuertes, pero comienzan a disminuir a medida que nos alejamos. Este comportamiento sugiere una geometría específica del campo magnético, influyendo en cómo se mueven y comportan los chorros.

Observaciones de Desplazamiento del Núcleo

Cuando se observan chorros, pueden parecer desplazarse de posición según diferentes frecuencias, como mover un marco de foto para encontrar el mejor ángulo. Miramos el desplazamiento de los núcleos de los chorros y tratamos de alinearlos correctamente para entender su verdadera posición en relación al agujero negro. Al hacer esto, podemos obtener información sobre la dinámica alrededor del agujero negro.

El Papel de la Aceleración de partículas

A medida que las partículas viajan dentro de los chorros, pueden ganar energía a través de diferentes procesos. Consideramos dos tipos principales de aceleración: la aceleración por choque difusivo (DSA) y la reconexión magnética. La DSA funciona como un juego de pinball, donde las partículas rebotan y ganan energía con cada colisión. La reconexión magnética, por otro lado, es un proceso donde las líneas del campo magnético se rompen y se reconectan, liberando energía como un petardo cósmico. Ambos procesos pueden ocurrir en diferentes lugares dentro del chorro.

Dinámica de los Chorros

Nuestro estudio mostró que los chorros no son estáticos; son dinámicos y cambian con el tiempo. Los chorros cerca del agujero negro pueden tener un comportamiento más caótico debido a los fuertes campos magnéticos en juego. A medida que los chorros se mueven hacia afuera, pueden comenzar a estabilizarse, llevando a diferentes características.

Conclusiones

Los hallazgos de nuestro estudio de NGC 315 brindan información importante sobre cómo se comportan los chorros alrededor de agujeros negros supermasivos. Descubrimos que los chorros tienen una relación compleja con los campos magnéticos, la distribución de energía y los procesos de aceleración de partículas. Entender estos fenómenos nos ayuda a comprender no solo NGC 315, sino también otras galaxias con estructuras similares.

Próximos Pasos

De aquí en adelante, planeamos realizar más observaciones para refinar nuestra comprensión de la dinámica de los chorros y el papel de los campos magnéticos. Es un rompecabezas cósmico en curso, y cada observación es otra pieza que nos acerca a la imagen completa.

Agradecimientos

Estamos agradecidos a todos los científicos y equipos que han contribuido a esta investigación. Sus esfuerzos han ayudado a hacer posibles estas ideas, y esperamos compartir nuestro trabajo con la comunidad astronómica.

Resumen

NGC 315 es el patio de recreo cósmico donde los agujeros negros lanzan chorros a través del universo. Nuestro estudio se adentra en el mundo mágico de los campos magnéticos y las transformaciones de energía que hacen que estos chorros funcionen. Desde índices espectrales pronunciados hasta caídas de campos magnéticos, estamos juntando la historia de una galaxia genial. ¡Mantén los ojos en el cielo; el próximo descubrimiento podría estar a la vuelta de la esquina!

Fuente original

Título: Spectral and magnetic properties of the jet base in NGC 315

Resumen: The dynamic of relativistic jets in the inner parsec regions is deeply affected by the nature of the magnetic fields. The level of magnetization of the plasma, as well as the geometry of these fields on compact scales, have not yet been fully constrained. In this paper we employ multi-frequency and multi-epoch very long baseline interferometry observations of the nearby radio galaxy NGC 315. We aim to derive insights into the magnetic field properties on sub-parsec and parsec scales by examining observational signatures such as the spectral index, synchrotron turnover frequency, and brightness temperature profiles. This analysis is performed by considering the properties of the jet acceleration and collimation zone, which can be probed thanks to the source vicinity, as well as the inner part of the jet conical region. We observe remarkably steep values for the spectral index on sub-parsec scales ($\alpha \sim -2$, $S_\nu \propto \nu^\alpha$) which flatten around $\alpha \sim -0.8$ on parsec scales. We suggest that the observed steep values may result from particles being accelerated via diffusive shock acceleration mechanisms in magnetized plasma and subsequently experiencing cooling through synchrotron losses. The brightness temperature of the 43 GHz cores indicates a dominance of the magnetic energy at the jet base, while the cores at progressively lower frequencies reveal a gradual transition towards equipartition. Based on the spectral index and brightness temperature along the incoming jet, and by employing theoretical models, we derive that the magnetic field strength has a close-to-linear dependence with distance going from parsec scales up to the jet apex. Overall, our findings are consistent with a toroidal-dominated magnetic field on all the analyzed scales.

Autores: L. Ricci, B. Boccardi, J. Roeder, M. Perucho, G. Mattia, M. Kadler, P. Benke, V. Bartolini, T. P. Krichbaum, E. Madika

Última actualización: 2024-11-28 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2411.19126

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.19126

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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