Els blàzars són les fonts de radiació contínua més potents de l’Univers. Igual que la resta de galàxies actives, mostren una estructura formada por un forat negre supermassiu central envoltat d’un disc de matèria que l’alimenta. Formen part del 10% de les galàxies actives que presenten un doll de matèria que emergeix dels dos pols del sistema a altíssima velocitat, i es troben entre el percentatge encara menor de casos en què la seua orientació ens permet observar el doll de front. Ara, un grup d’investigadors encapçalat per l’Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) ha observat el doll de la galàxia 3C 279 i ha trobat filaments helicoïdals amb una estructura de doble hèlice.

“Les propietats dels filaments helicoïdals ens permeten concloure que estan originats per inestabilitats en el plasma de què estan formats els dolls”, apunta Manel Perucho (UV), professor del Departament d’Astronomia i Astrofísica. “Sumant tots els ingredients, vam trobar que el model usat durant quatre dècades per explicar la variabilitat en ràdio associada als dolls no funciona en aquest cas, motiu pel qual proposem un model alternatiu per a explicar-la, que té en compte les estructures observades amb interferometria espacial”, afegeix José María Martí, catedràtic d’Astronomia i Astrofísica de la UV.

Segons explica Antonio Fuentes, investigador de l’IAA que encapçala el treball, aquesta observació ha sigut possible gràcies a RadioAstron, un radiotelescopi en òrbita capaç d’abastar distàncies properes a la Lluna, i a una xarxa de vint-i-tres radiotelescopis repartits per tot el planeta. El resultat de la recerca revela que el doll de 3C 279 mostra una complexa estructura composada per, almenys, dos filaments helicoïdals que s’estenen des de prop del nucli fins més enllà de 570 anys-llum de distància. Es tracta d’una estructura mai abans observada, i que amplia un resultat anterior: en 2020, el Telescopi de l’Horitzó d’Esdeveniments (EHT), que va obtenir la primera imatge d’un forat negre en 2019, va revelar estructures inesperades en el nucli de 3C 279, encara que la sensibilitat proporcionada per l’EHT era insuficient per observar els filaments.

A més, l’estudi indica la presència d’un camp magnètic helicoïdal que confina el doll. Seria, per tant, el camp magnètic, que en 3C 279 gira en sentit horari entorn del doll, el que canalitzaria el material que viatja al seu voltant a una velocitat de 0.997 vegades la de la llum.

“Aquest resultat, juntament amb uns altres recents, suggereix que els dolls dels blàzars presenten una estructura interna complexa i rica, més enllà de les morfologies en la forma de com són observades en els estudis de menor resolució. Els nostres resultats obrin la porta a la reinterpretació i revisió de moltes altres fonts d’aquest tipus, i posen de manifest la importància de noves xarxes globals de radiotelescopis que aconseguisquen major resolució angular i sensibilitat, com el Next Generation EHT en la propera dècada i, a més llarg termini, missions espacials que operen en longituds d’ona mil·limètriques”, conclou José Luis Gómez (IAA-CSIC), coautor del treball.

Referència de l’article: A. Fuentes, J. L. Gómez et al. «Filamentary structures as the origin of blazar jet radio variability». Nature Astronomy. DOI: 10.1038/s41550-023-02105-7

Peu de fotografia annex:

Imatge d’alta resolució del doll relativista al blàzar 3C 279 obtinguda amb RadioAstron. La imatge revela una estructura complexa dins del doll amb diversos filaments a escala de parsec que formen una hèlix. Crèdit: RadioAstron/Fuentes et al.