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Medimos la longitud del jet de M87 con el telescopio Liverpool de La Palma

Telescopio Liverpool. Créditos: Pablo Bonet, IAC

El 6 de febrero  a las 4:52:00 tomamos una imagen de M87 de 120 segundos de exposición con el filtro R y la cámara óptica de campo amplio IOOpt del telescopio Liverpool situado en El Roque de los Muchachos en La Palma. Nuestro objetivo es medir la longitud del jet de M87.

Complementariamente hemos creado una imagen en color RGB de M87 utilizando imágenes con los filtros r,g,b, del archivo del telescopio Faulkes y hemos medido el jet en dicha imagen para comprobar que ambas medidas son consistentes.

Visibilidad

Hemos utilizado Staralt para calcular las condiciones de visibilidad de M87 desde El Roque de los Muchachos el  6 de febrero. Como se observa en la imagen de abajo, el tránsito de M87 se produjo en torno a las 4 y media de la mañana, momento en el que la Luna ya se había puesto sobre el horizonte. A las 4:52 las condiciones eran pues óptimas para la observación.

Curva de visibilidad de M87 desde el Roque de los Muchachos para el día 6 de febrero. La línea discontinua muestra la posición de la Luna. El tránsito de M87 se produce alrededor de las 4 y media de la madrugada.
CONDICIONES DE OBSERVACIÓN

Condiciones de observación del Telescopio Liverpool durante la observación de Messier 87 el 6 Feb 2022 a las 04:52:00 GMT.

Película Skycam para esta noche. Cedido por The Liverpool Telescope

ESTADO DEL TELESCOPIO Y DEL CLIMA

PROCEDIMIENTO y resultados

La imagen obtenida se muestra a continuación, una vez ajustada en Brillo/Contraste y en escala logarítmica de luminosidad. El jet es claramente visible emergiendo desde el centro de la galaxia, si bien su límite es difícil de determinar. Haremos una medida aproximada de su longitud, sin preocuparnos de medir con rigor el mismo, habida cuenta de que nuestro principal objetivo es determinar su orden de magnitud.

Imagen de M87 obtenida con el Telescopio Liverpool de 2.0 m del Observatorio del Roque de Los Muchachos en La Palma. Exposición 120 segundos. Filtro R. Cámara visible de campo ancho IOOpt.

Para ello necesitamos determinar la escala de la imagen a partir del campo subtendido en el cielo por cada pixel de la misma. Esta información  aparece en la cabecera de la imagen .fits proporcionada:

  • 2048 píxeles subtienden 621 arcsec en el cielo.
  • Escala: 3.298 pix/arcsec.

Una vez determinada la escala trazamos con el software utilizado una línea desde el centro de la galaxia  al extremo del jet y medimos su longitud en arcsec.

Medida de la longitud del Jet de M87. Software AstroImageJ. Imagen: Escala 3,298 pix/arcsec. Tamaño 2056×2048 pÍxeles.

 

Finalmente utilizamos la fórmula del ángulo pequeño para determinar su tamaño aproximado, toda vez que conocemos la distancia a M87, unos 50 millones de años luz.

D=x*d/206265= 4510 años luz

donde:

  • D es el tamaño lineal del objeto.
  • x el tamaño angular del objeto en segundos de arco obtenido anteriormente.
  • d la distancia del observador a M87 en años luz, aproximadamente 50 millones de años luz.
IMAGEN RGB de M87 y MEDIDA COMPLEMENTARIA

Hemos creado una imagen RGB de M87 a partir de 3 imágenes en los filtros r,g,b obtenidas del archivo del telescopio Faulkes. Utilizando el software AstroImageJ las hemos ajustado en Brillo/Contraste, escalado logarítmicamente en luminosidad  y , finalmente, combinado y alineado.

A partir de los datos de la cabecera y de forma análoga al cálculo anterior hemos obtenido una medida de la longitud del jet  compatible con nuestra observación:

  • 1024 píxeles subtienden 285 arcsec.
  • Escala: 3.593 pix/arcsec.
Imagen RGB de M87 obtenida a partir de tres imágenes en los filtros r, g, b del archivo del Telescopio Faulkes. Imagen: 1024×1024 píxeles, escala 3,593 pix/arcsec.

D=x*d/206265= 4899 años luz

conclusiones

La galaxia elíptica gigante M87 se encuentra a unos 50 millones de años luz de distancia, siendo un objeto de enorme interés astrofísico por presentar un jet de emisión que se extiende a una enorme distancia de su centro. Hemos medido la longitud de dicho jet a partir de una imagen tomada el 6 de febrero con el telescopio Liverpool de 2.0 m situado en el Roque de Los Muchachos en La Palma. La imagen de excepcional calidad nos ha permitido detectar claramente el jet y estimar su longitud aproximada. Con unos 5000 años luz de longitud, este jet apunta a una enorme fuente de energía en el centro de M87, un enorme agujero negro, que lo alimenta y mantiene.

Con el fin de complementar nuestro estudio, hemos creado una imagen RGB de M87 a partir de imágenes en los filtros r, g, b del archivo del telescopio Faulkes, y hemos medido la longitud del jet. Ambas medidas son compatibles.

 

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