lunes, 21 de mayo del 2018 Fecha
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Misteriosos agujeros negros en el centro galáctico

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Agujeros negros    ~    Comentarios Comments (4)

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Imagen del centro de la Vía Láctea, donde reside un agujero negro supermasivo y se acumulan estrellas, polvo y gas

Imagen del centro de la Vía Láctea, donde reside un agujero negro supermasivo y se acumulan estrellas, polvo y gas – Bruno Gilli/ESO

NATURE

Detectan 10.000 agujeros negros en el centro de la Vía Láctea

 

El hallazgo de 12 agujeros negros binarios confirma que en el núcleo galáctico hay decenas de miles de agujeros negros invisibles. Esto refuerza una importante teoría sobre la evolución de las galaxias

 

 

 

Un grupo de astrónomos de la Universidad de Columbia (EE.UU.) ha detectado la presencia de 12 agujeros negros cerca del centro de la Vía Láctea, a su vez un agujero negro supermasivo llamado «Sagitario A*» («Sgr A*», para abreviar). El hallazgo, logrado gracias a una nueva forma de observación en rayos X, apoya la hipótesis de que en torno al núcleo galáctico se arremolinan entre 10.000 a 20.000 agujeros negros pequeños o medianos.

«Hemos confirmado una predicción fundamental de la teoría galáctica: que debe existir un gran número de agujeros negros concentrados en el parsec (cerca de tres años luz) central de la Vía Láctea», explica a ABC Chuck Hailey, director de la investigación y co-director del Laboratorio de Astrofísica de la Universidad de Columbia.

«Sagitario A*» es un oscuro pozo situado a 26.000 años luz de la Tierra. Se trata de una concentración de masa, situada más allá de la comprensión de la Relatividad, que equivale a 4,3 millones de soles. Toda está concentrada en un volumen relativamente pequeño, a nivel galáctico: su tamaño le permitiría encajar holgadamente dentro del Sistema Solar puesto que tiene, según algunos autores, un radio de unos 6,25 horas luz. Para hacerse una idea, si lo colocáramos en la posición que ocupa el Sol, la frontera de «Sagitario A*» llegaría un poco más allá de Plutón.

Representación de la nube de polvo y gas que rodea a «Sagitario A*» (en el centro). Allí hay 12 parejas de agujeros negros y estrellas. Los primeros se alimentan del gas de estas y emiten rayos X que se pueden detectar para inferir cuántos agujeros negros en total hay cerca del centro de la Vía Láctea

 

 

Representación de la nube de polvo y gas que rodea a «Sagitario A*» (en el centro). Allí hay 12 parejas de agujeros negros y estrellas. Los primeros se alimentan del gas de estas y emiten rayos X que se pueden detectar para inferir cuántos agujeros negros en total hay cerca del centro de la Vía Láctea-Columbia University

 

Lo interesante en este caso es que en torno a «Sgr A*» se arremolina un importante halo de gas y polvo. Desde que la Vía Láctea comenzó a formarse, momento en el que también comenzó a formarse «Sagitario A*», este gas y este polvo estuvieron tan concentrados que se convirtieron en el combustible idóneo para la formación de grandes estrellas. Estas estrellas nacieron, vivieron y murieron, y eran tan pesadas, que sus cadáveres colapsaron y se transformaron en agujeros negros. Al menos en teoría.

Los agujeros invisibles

 

Durante más de dos décadas los astrofísicos han buscado pruebas de la presencia de todos los agujeros negros que deberían haberse creado cerca de «Sgr A*». No ha sido una tarea fácil porque la mayoría de los agujeros negros están aislados y no emiten ninguna luz: son realmente oscuros e invisibles. Pero, ¿por qué se buscan? El motivo fundamental es que detectarlos permitiría confirmar las teorías sobre cómo se formaron la Vía Láctea y todas las otras galaxias, mucho más lejanas y, por tanto, inaccesibles.

Imagen del centro de la Vía Láctea. Los puntos rojos emiten rayos X y son agujeros negros

Imagen del centro de la Vía Láctea. Los puntos rojos emiten rayos X y son agujeros negros-Nature y Hailey, et. al.

«Apenas hay cinco docenas de agujeros negros conocidos en toda la galaxia, que mide 100.000 años luz, y se supone que debe de haber 10.000 o 20.000 de esas cosas en una región –el centro galáctico, cerca de “Sgr A*»– que apenas mide seis años luz, y que nadie ha podido encontrar», dice Chuck Hailey.

Se ha intentado muchas veces, pero hasta ahora no se han encontrado pruebas sólidas de que allí hubiera un «enjambre» de agujeros negros. Así que los astrofísicos han tenido que ingeniárselas para buscar una forma de detectar a estos fantasmas.

Las parejas de agujeros y estrellas

 

 

Resultado de imagen de Un agujero negro engulle a la estrella vecinaResultado de imagen de Un agujero negro engulle a la estrella vecina

 

 

 

La forma ha sido buscar a la fracción de estos agujeros que en el pasado capturaron a una estrella vecina, y quedaron convertidos así en sistemas binarios. Según dice Hailey, cuando eso ocurre a veces pasa que el agujero negro roba gas de la estrella compañera y comienza a «tragárselo». Esto libera rayos X de forma constante que se pueden captar desde la Tierra, pero con una tecnología solo disponible ahora.

«Si podemos detectar agujeros negros acoplados a estrellas de baja masa –son estas parejas los que emiten los rayos X que se han detectado ahora– y conocemos qué proporción de los agujeros negros estarán en estas parejas, podemos inferir de forma científica cuál es la población de agujeros negros aislados ahí fuera», resume Hailey.

¿Cómo saben cuántos agujeros aislados hay por cada pareja? Según reconoce Hailey, para responder a eso solo se puede recurrir a una teoría, basada en observaciones, que dice que por cada 100 agujeros negros, cinco forman sistemas binarios que emiten rayos X. Pero, incide: «No creo que el número preciso sea muy importante. Lo que importa es la diferencia entre “no tenemos ni idea” y un número grande». Según el astrofísico, tanto si hubiera 1.000 como 5.000 se trataría de un resultado muy interesante.

Imagen relacionada

Los investigadores recurrieron a los datos captados por el telescopio espacial de rayos X Chandra, en busca de las huellas características de los agujeros negros emparejados con estrellas de baja masa. Así encontraron 12 de estos sistemas binarios en una distancia de tres años luz de «Sgr A*». Después, analizaron las propiedades y la distribución de estos objetos e hicieron unas extrapolaciones según las cuales debe de haber de 300 a 500 agujeros negros de ese tipo y 10.000 agujeros negros solitarios en torno a «Sagitario A*».

«Probablemente hay agujeros negros de todas las edades. Algunos podrían haberse formado hace decenas de miles de millones de años, y otros apenas tener decenas de millones de años», dice Hailey.

La Vía Láctea, una más entre las galaxias

 

 

Resultado de imagen de Cúmulo de galaxias

 

 

Sea como sea, lo cierto es que estos hallazgos confirman una hipótesis que desde hace dos décadas es clave para comprender el origen de la Vía Láctea y la evolución de las otras galaxias. «La Vía Láctea es una galaxia normal y corriente, así que encontrar todos esos agujeros negros dentro de ella nos dice que la mayoría de las galaxias también rebosan con grandes números de agujeros negros, lo que es bastante bueno».

Una de las consecuencias prácticas, aparte de lo interesante que es comprender de dónde venimos, es que si existen todos esos objetos en el núcleo de las galaxias, en teoría deberíamos captar el «ruido» que producen en forma de ondas gravitacionales. ¿Será así? ¿Qué aprenderemos sobre los centros y las historias de las galaxias en las próximas décadas

ABC-CIENCIA

El Horizonte de los Agujeros Negros

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Agujeros negros    ~    Comentarios Comments (0)

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La técnica de la interferometría de muy larga base a longitudes de onda milimétricas (mm-VLBI) ha permitido obtener imágenes de los motores centrales de las galaxias activas con una resolución angular de decenas de microsegundos de arco. Para aquellos objetos más cercanos (M87, SgrA) se obtienen resoluciones lineales del orden de las decenas de Radios de Schwarzschild, lo que permite estudiar con detalle único la vecindad de los agujeros negros  supermasivos.

El centro galáctico: un misterio en ondas de radio

Al sintonizar hacia el centro de la Vía Láctea, los radioastrónomos exploran un lugar complejo y misterioso donde está SgrA que…¡Esconde un Agujero Negro descomunal! Las observaciones astronómicas utilizando la técnica de Interferometría de muy larga base, a longitudes de onda milimétricas proporcionan una resolución angular única en Astronomía. De este modo, observando a 86 GHz se consigue una resolución angular del orden de 40 microsegundos de arco, lo que supone una resolución lineal de 1 año-luz para una fuente con un corrimiento al rojo z = 1, de 10 días-luz para una fuente con un corrimiento al rojo de z = 0,01 y de 10 minutos-luz (1 Unidad Astronómica) para una fuente situada a una distancia de 8 Kpc (1 parcec = 3,26 años-luz), la distancia de nuestro centro galáctico. Debemos resaltar que con la técnica de mm-VLBI disfrutamos de una doble ventaja: por un lado alcanzamos una resolución de decenas de microsegundos de arco, proporcionando imágenes muy detalladas de las regiones emisoras y, por otro, podemos estudiar aquellas regiones que son parcialmente opacas a longitudes de onda más larga.

 

Imagen de un chorro de 5000 años-luz de longitud que está siendo eyectado del núcleo activo de la galaxia M87 (una radiogalaxia). La radiación sincrotrón del chorro (azul) contrasta con la luz estelar de la galaxia albergadora (amarillo). Crédito: HST/NASA/ESA.


Las galaxias activas tienen nucleos que brillan tanto, que pueden llegar a ser más luminosos que las galaxias que los alberga. Estas galaxias activas sae caracterizan porque en sus núcleos ocurren procesos no-térmicos que liberan enormes cantidades de energía que parece provenir de una región muy pequeña y brillante situada en el corazón de la galaxia.

Son muchos los indicios que favorecen la hipótesis de que tales objetos son agujeros negros muy masivos (del orden de 100-1000 millones de veces la masa del Sol), con un tamaño de 1 minuto-luz o varios días-luz. La enorme fuerza gravitatoria que ejercen estos agujeros negros atrae el gas y las estrellas de las inmediaciones, formando el denominado disco de acrecimiento que está en rotación diferencial en torno al objeto masivo.

El modelo de “Agujero Negro + disco de acrecimiento” es el más satisfactorio hoy día para explicar las propiedades de los núcleos activos de galaxias. Un aspecto muy destacado en la morfología de las regiones compactas de los núcleos activos es la presencia de una intensa emisión radio en forma de chorros (los denominados Jets relativistas), que están formados por un plasma de partículas relativistas que emanan del núcleo central y viajan hasta distancias de varios megaparsec.

Jet relativista de un AGN. Creditos: Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, New Jersey

Estos Jets son los aceleradores de partículas más energéticos del Cosmos. Sin embargo, todavía se desconoce como se generan, aceleran y coliman, si bien a través de simulaciones magnetohidrodinámicas se conoce que el campo magnético juega un papel fundamental en estos procesos. La técnica de mm-VLBI proporciona imágenes directas y nítidas de las regiones nucleares de las galaxias activas y acotan tanto el tamaño de los núcleos como la anchura de los chorros en la vecindad del agujero negro supermasivo. De hecho, las resoluciones angulares proporcionadas por mm-VLBI corresponderían a escalas lineales del orden de miles, centenares y decenas de Radios de Schwarzschild dependiendo de la distancia y la masa del agujero negro.

Existen algunos casos espectaculares, las imágenes obtenidas con mm-VLBI trazán los chorros relativistas a escalas del subparsec, cartografiando los motores centrales de las fuentes compactas con una resolución lineal tal que nos permite acercarnos a la última órbita estable en torno al agujero negrosupermasivo. Podemos mencionar algunos casos espectaculares que han dejado asombrados a propios y extraños.

Mrk 501: Es una radiogalaxia situada a un corrimiento al rojo de z = 0.oo34. La masa del agujero negrocentral es del orden de mil millones de masas solares, por lo que el tamaño del radio de Schwarzschild es de 0,12 días-luz. Las observaciones con mm-VLBI a 86 GHz, muestra que su núcleo es muy compacto. El tamaño del núcleo de la radiofuente se puede establecer en 0,03 pc.

M87: La galaxia M87 está situada a la una distancia de 16,75 Mpc tiene un agujero negro situado en la región nuclear con una masa del orden de los 3.000 millones de masas solares, lo que implica que el tamaño del Radio de Schwarzschild es de 0,34 días-luz, Las observaciones interferométricas a 45 y 43 GHz han mostrado la presencia de un chorro relativista, en la que se observan dos fenómenos muy relevantes: i) en la base del jet, el ángulo de apertura es muy grande, lo que indicaría que el chorro vuelve a recolimarse a una cierta distancia del Agujero Negro central; ii) el chorro presenta fuerte emisión en sus bordes (fenómeno conocido como “edge brightening”, mientras que presenta emisión muy débil en su interior.

Todo esto lleva consigo una serie de implicaciones y parámetros de tipo técnicos que no son al caso destacar aquí.

Astrometría diferencial

Las observaciones de VLBI a longitudes de onda centimétricas han mostrado que SgrA, la radiofuente compacta en el centro de nuestra Galaxia, tiene un tamaño angular que escala con la longitud de onda al cuadrado, resultado que se interpreta físicamente considerando que la estructura que detectamos para SgrA no es su estructura intrínseca sino la imagen resultado de la interacción de su emisión de radio con sus electrones interestelares de la región interna de la Galaxia (lo que técnicamente se conoce como el “disco de scattering”. Las observaciones con mm-VLBI a 86 GHz han permitido determinar por primera vez el tamaño intrínseco de SgrA que ha resultado ser de 1,01 UNidades Astronómicas.

Considerando que SgrA se encuentra a una distancia de 8 Kpc y que su masa es de 4 millones de masas solares, este tamaño lineal corresponde a 12,6 Radios de Schwarzschild. Con todo esto, vengo a decir que estamos ya en la misma vecindad de los agujeros negros y, lo único que tenemos que despejar es la incognita que nos pueda crear el efecto del que nos habla la Relatividad General cuando establece que la raqdiación proveniente de una superficie esférica a una cierta distancia del agujero negro, sufriría un proceso de lente gravitacional amplificadora dandonos un tamaño mayor que el real. Así, cualquier objeto emisor con un tamaño intrínseco inferior a 1,5 Radios de Schwarzschild tendría un diámetro aparente mayor que 5,2 R de Schwarzschild.

¡Es todo tan complejo!

emilio silvera

¡Increíbles estructuras!

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Recreación artística de un agujero negro. /NASA/JPL-Caltech

Un enorme agujero negro, cien mil veces más masivo que el Sol, se ha encontrado detrás de una nube de gas tóxico que flota alrededor del corazón de la Vía Láctea. Este gigante invisible sería el segundo más grande que se ha visto en nuestra galaxia después de Sagitario A, el agujero negro supermasivo ubicado en su centro. El nuevo descubrimiento, publicado en Nature Astronomy es la mejor evidencia de una clase de agujeros negros de masa intermedia, cuya existencia podría explicar cómo crecen los agujeros negros supermasivos.

Imagen del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, tomada con el telescopio Keck, donde hay un agujero negro. Un agujero más masivo tendrá un mayor horizonte de sucesos (la frontera a partir de la cual nada, si siquiera la luz, puede escapar). Un agujero de 10.000 millones de soles en el centro de la Vía Láctea tendría un horizonte inmenso (el disco negro dibujado en centro de la foto), mientras que el que efectivamente tiene es unas 2.500 veces más reducido.

 Imagen del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, tomada con el telescopio Keck, donde hay un agujero negro. Un agujero más masivo tendrá un mayor horizonte de sucesos (la frontera a partir de la cual nada, si siquiera la luz, puede escapar). Un agujero de 10.000 millones de soles en el centro de la Vía Láctea tendría un horizonte inmenso (el disco negro dibujado en centro de la foto), mientras que el que efectivamente tiene es unas 2.500 veces más reducido.

Los dos agujeros negros más masivos que se encontraron hasta la fecha fueron hallados en el corazón de dos galaxias gigantes, situadas a varios cientos de millones de kilómetros de la Tierra. Los agujeros negros tienen una masa más de 10 mil millones de veces mayor a la del Sol, un récord, indica un artículo publicado en la revista científica Nature.

 

Casi siempre la unión de dos agujeros negros gigantes vienen de la mano de la colisión de las galaxias que los contienen en su centro galáctico. Y, además de que la galaxia se transmuta en una sola mayor, el agujero también.

Localizan cientos de agujeros negros gigantes que no paran de crecer

Localizan cientos de agujeros negros gigantes que no paran de crecer (Texto completo en: http://actualidad.rt.com/ciencias/view/55686-localizan-cientos-agujeros-negros-gigantes-paran-crecer) La noticia nos dice que la nueva concentración está tan alejada de la Tierra que está literalmente situada “al borde del Tiempo”,  ya que algunos se encuentran a una distancia de varios miles de millones de años luz de la Tierra.

Más allá de ellos se extiende un horizonte de fenómenos, detrás del cual se encuentran objetos tan distantes y antiguos, que su radiación nunca nos alcanzará. El objeto más alejado descubierto en el estudio es un agujero negro súper-masivo llamado ULASJ1234+0907. Se encuentra en la dirección de la constelación de Virgo, tan alejada que la luz que emite ha tardado 11.000 millones de años en alcanzar la Tierra, por lo que lo vemos igual a como era en el Universo temprano. La masa de este objeto monstruoso es de aproximadamente 10.000 millones de masas solares y además supera 10.000 veces la masa del agujero negro ubicado en el centro de nuestra Vía Láctea, lo que lo convierte en uno de los agujeros más masivos jamás vistos.
agujeros
Unos astrónomos estadounidenses han descubierto la existencia de una estrella que gravita alrededor de un agujero negro supermasivo en el corazón de la Vía Láctea, el astro más cercano jamás encontrado junto a este cuerpo devorador de materia. El equipo de científicos de la Universidad de California, en Los Ángeles (UCLA), afirman que el descubrimiento ayudará a probar la teoría de la relatividad general de Einstein y sus predicciones acerca de cómo los agujeros negros curvan el espacio y distorsionan el tiempo.

La estrella, bautizada como SO-102, está orbitando cerca del agujero negro situado en el centro de la Vía Láctea cada 11 años y medio terrestres, mucho más rápido que los 60 años o más que normalmente les lleva al resto de las estrellas orbitar alrededor del mismo. Esta es la segunda estrella descubierta que presenta una órbita tan corta, -la otra, SO-2, gravita alrededor del agujero negro cada 16 años- gracias a nuevas técnicas mejoradas de imagen.

 

 

 

 

El agujero negro situado en el centro de la Vía Láctea, conocido como Sagitario A, ha expulsado la llamarada de rayos X más brillantes jamás observada hasta ahora, según ha informado la NASA. Según han explicado los expertos, Sagitario A lanza estas llamaradas una vez al día, aunque de menos intensidad, sin que aún conozca la razón de este fenómeno.
Lo cierto es amigos míos que, noticias de este tipo, se producen con mucha frecuencia cada vez a medida que los ingenios tecnológicos van ganando en prestaciones y precisión. Ya es difícil dudar de la existencia de estos “monstruos” devoradores de materia a los que, de momento no hemos llegado a conocer tan bien como nos gustaria y esconde algunos secretos que debemos desvelar, ya que, en esos secretos pueden estar encondidas algunas importantes respuestas a preguntas planteadas que nadie ha sabido contestar.
Descubren un cúmulo «camuflado» entre la Tierra y Orión
                 La Nebulosa de Orión es una de las más grandes maravillas del cielo nocturno
Es mucho lo que desconocemos incluso estando situados en “nuestra vecindad”. La última noticia que me llega es que “Un equipo de investigadores, entre ellos Hervé Bouy, del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), ha descubierto lo que parece ser un cúmulo estelar “camuflado” entre la Tierra y la Nebulosa de Orión. La investigación aparece en la revista Astronomy&Astrophysics“.
Pero siguiendo con el tema de esta portada, los agujeros negros gigantes, lo cierto es que hablamos de ello pero, en realidad, no somos conscientes de la enormidad del objeto. Pensemos que nuestro Sol (el objeto más grande del Sistema solar), ya nos resulta inmenso y tiene una masa de 1,989 x 1030 kg y nos hablan de agujeros negros con masas ¡10.000 millones de veces superiores! ¿Qué estragos no podrán causar éstos monstruos del espacio en sus inmediaciones? ¡Pobres estrellas que pasen por allí!
Nuestra suerte ha sido que no tenemos ninguno por las inmediaciones del Sistema Solar y, el más cercano que conocemos está bastante alejado de nosotros como para que nos tengamos que preocupar. ¿Os imaginais lo que serán las fuerzas de marea producidas por semejante gigante? El Tiempo y el Espacio se distorsionaran en su presencia y haría imposible situarse cerca para poder observarlo.
              Imagen de 3C273 recogida por el Telescopio Espacial Hubble.
3C273 es un quásar radio-silencioso, y fue también la primera fuente extragaláctica de rayos X descubierta en 1.970.  Su luminosidad es variable en casi todas las longitudes de onda, desde las ondas de radio a los rayos gamma en escala de días a décadas. Se ha observado polarización  en radio, infrarrojo y óptico, lo cual sugiere que una gran cantidad de emisión es por radiación sincrotrón, creda por el jet de partículas cargadas moviéndose a velocidades relativistas. Las observaciones de VLBI en radio de 3C273 muestran movimientos propios  de la fuente de algunas regiones de emisión que aparentemente se mueven a velocidades superlumínicas.
3C 273 se halla en el corazón de una galaxia elíptica  gigante de tamaño de 30 segundos de arco  en su eje mayor y una magnitud aparente de aproximadamente 16, que se traducen a la distancia a la que se halla en una magnitud absoluta de alrededor de -23 -la luminosidad esperable en una galaxia más brillante de un cúmulo de galaxias,  comparable a galaxias de su tipo mucho más cercanas pero con desde luego mucha menos actividad cómo por ejemplo la M87 en el Cúmulo de Virgo- y un diámetro en su eje mayor de más de 300000 años-luz respectivamente. Este quásar tiene también un jet  observable en longitud de onda visible, que mide 150 000 años-luz de largo asociado a un agujero negro supermasivo, de más de 6 mil millones de de masas solares,  y a su disco de acreción.
Imagen relacionada
De todas las ideas concebidas por la mente humana, desde los unicornios y las gárgolas hasta la construcción de aceleradores de partículas como el LHC, la más increíble, seguramente podría ser haber imaginado la existencia de agujeros negros y que, dicha imagen concebida por nuestras mentes, sea, una realidad en nuestro Universo. Algo tan masivo que genera tan ungente fuerza de gravedad que ni la luz puede huir de su radio de acción. Allí, desaparecen el Tiempo y el Espacio que son distorsionados hasta el infinito.
¿Qué sorpresas nos esperan aún? Algunos dicen que ahí, en esos agujeros devotadores de materia, se encuentra la entrada hacia otros universos y otro tiempo y que, mientras que en nuestro Universo la materia es devorada, al otro lado, la salida es un Agujero Blanco que la expulsa en ese “otro mundo”.
¡Será por imaginar!
emilio silvera

Agujero Negro supermasivo

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CIENCIA-ABC

 

 

Imagen de la galaxia donde se encuentra el agujero negro «glotón»

Imagen de la galaxia donde se encuentra el agujero negro «glotón» - NASA , ESA, and J. Comerford (University of Colorado-Boulder)

El doble eructo de un agujero negro

 

Situado en una galaxia a 800 millones de años luz, los astrónomos han observado cómo remata un par de banquetes

 

 

 

Los agujeros negros supermasivos, millones o miles de millones de veces más pesados que el Sol, permanecen latentes en los corazones de las galaxias durante un largo tiempo hasta que llega su próxima comida. Y cuando la devoran no tienen precisamente buenos modales.

Un equipo de astrónomos ha detectado con el Telescopio Espacial Hubble y otros observatorios en la Tierra un parpadeante agujero negro en el centro de la galaxia J1354, ubicada a unos 800 millones de años luz de distancia. Y han descubierto que este pozo cósmico se ha dado un buen banquete que ha rematado con un par de potentísimos eructos, según explican en la revista «The Astrophysical Journal».

Resultado de imagen de El telescopio Chandra

El telescopio Chandra detectó una fuente de emisión de rayos X brillante y puntual en la galaxia, un signo revelador de la presencia de un agujero negro supermasivo. Los rayos X son producidos por gas calentado a millones de grados por las enormes fuerzas gravitacionales y magnéticas cerca del agujero negro. Parte de este gas cae en el pozo cósmico, mientras que una porción es expulsada en una salida potente de partículas de alta energía.

Al comparar las imágenes de rayos X de Chandra y las imágenes de luz visible (óptica) del Hubble, el equipo determinó la situación del agujero negro, como era de esperar en el centro de la galaxia, y halló evidencias de que está incrustado en un pesado velo de polvo y gas.

Resultado de imagen de El telescopio Chandra

Los resultados indican que, en el pasado, el agujero negro supermasivo en J1354 consumió grandes cantidades de gas, mientras explotaba un flujo de partículas de alta energía. El flujo de salida finalmente se apagó y luego se volvió a encender unos 100.000 años más tarde. Esta es una fuerte evidencia de que la acreción de los agujeros negros puede apagar y encender su producción de energía en escalas de tiempo que son cortas en comparación con la edad del Universo, de 13.800 millones de años.

Imagen de la galaxia donde se encuentra el agujero negro «glotón»

 

 

 

Imagen de la galaxia donde se encuentra el agujero negro «glotón»-NASA , ESA, and J. Comerford (University of Colorado-Boulder)

 

 

«Hemos visto a este objeto darse un banquete, eructar y echarse la siesta, y luego darse otro banquete y eructar una vez más, lo que la teoría había predicho», explica Julie Comerford, de la Universidad de Colorado en Boulder (EE.UU.), quien dirigió el estudio. «Afortunadamente, sucedió que observamos esta galaxia en un momento en que podíamos ver claramente la evidencia de ambos eventos».

También el nuestro

 

Resultado de imagen de El agujero negro en el centro de la Galaxia X-i

 

 

Pero, ¿por qué el agujero negro tuvo dos comidas separadas? La respuesta se encuentra en una galaxia compañera que está vinculada a J1354 por las corrientes de estrellas y el gas producido por una colisión entre ambas. El equipo concluyó que grupos de material de la galaxia compañera se arremolinaron hacia el centro de J1354 y luego fueron devorados por el agujero negro supermasivo.

El equipo usó datos ópticos para mostrar que los electrones habían sido extraídos de los átomos en un cono de gas que se extiende unos 30.000 años luz al sur del centro de la galaxia. Es probable que esta extracción haya sido causada por una ráfaga de radiación proveniente de las proximidades del agujero negro, lo que indica que se había producido un banquete. Hacia el norte encontraron evidencias de una onda de choque, similar a un estampido sónico, ubicada a unos 3.000 años luz. Esto sugiere que se produjo un eructo después de que un grupo diferente de gas se consumiera aproximadamente 100.000 años más tarde.

Imagen relacionada

El agujero negro supermasivo de nuestra Vía Láctea ha tenido al menos un eructo, ocurrido en 2010. Los astrónomos vieron salidas de gas llamadas «burbujas de Fermi» que brillan en la porción de rayos gamma, rayos X y ondas de radio del espectro electromagnético. Ahora duerme la siesta tras el atracón, al igual que el agujero negro de J1354 en el pasado, así que es posible que vuelva a atacar la despensa.

Extraños supervivientes del pasado

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Los científicos no entienden por qué existe el agujero negro más antiguo del Universo

Tiene una masa 800 millones de veces la del Sol y ya existía cuando el universo tenía solo el 5 por ciento de su edad actual.

 

 

 

 

Ilustración que recrea el agujero negro cuando el Universo tenía un 5% de su edad actual. | Robin Dienel/Carnegie Institution for Science

 

 

Un grupo de astrónomos han descubierto el agujero negro supermasivo más distante observado. Reside en un cuásar luminoso y su luz llega desde cuando el universo tenía solo el 5 por ciento de su edad actual. Los cuásares son objetos tremendamente brillantes compuestos por enormes agujeros negros que acrecen la materia en el centro de las galaxias masivas. Este agujero negro recién descubierto tiene una masa 800 millones de veces la masa del Sol.

Recreación del cuásar más antiguo del universo descubierto desde un observatorio chileno

“Reunir toda esta masa en menos de 690 millones de años (desde el Big Bang) es un desafío enorme para las teorías del crecimiento súper masivo del agujero negro”, explica Eduardo Bañados, de la Carnegie Institution, que lideró la investigación, realizada con el telescopio Magallanes y que se publica en Nature.

Para explicar cómo agujeros negros tan grandes surgieron tan pronto después del Big Bang, los astrónomos han especulado que el universo primitivo podría haber tenido condiciones que permitieran la creación de agujeros negros muy grandes con masas que alcanzaban 100.000 veces la masa del Sol. Esto es muy diferente de los agujeros negros que se forman en el universo actual, que rara vez superan algunas docenas de masas solares.

Quásar distante ULAS J1120+0641

Bram Venemans, del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania, añadió: “Los cuásares se encuentran entre los objetos celestes más brillantes y distantes conocidos y son cruciales para comprender el universo primitivo”. El cuásar de Bañados es especialmente interesante porque es del tiempo conocido como la época de reionización, cuando el universo emergió de su edad oscura.

El Big Bang comenzó el universo como una sopa caliente y turbia de partículas extremadamente energéticas que se expandía rápidamente. A medida que se expandió, se enfrió. Alrededor de 400.000 años más tarde (muy rápidamente en una escala cósmica), estas partículas se enfriaron y se fusionaron en gas hidrógeno neutro.

Así se hizo la luz en el Universo

    Cuando se liberaron los fotones el Universo se hizo transparente, se hizo la luz

El universo permaneció oscuro, sin ninguna fuente luminosa, hasta que la gravedad condensó la materia en las primeras estrellas y galaxias. La energía liberada por estas galaxias antiguas causó que el hidrógeno neutral esparcido por todo el universo se excitara e ionizara, o perdiera un electrón, un estado en el que el gas se ha mantenido desde ese momento. Una vez que el universo se reionizó, los fotones podían viajar libremente por el espacio, por lo que el universo se volvió transparente a la luz.

El análisis del cuásar recién descubierto muestra que una gran fracción del hidrógeno en su entorno inmediato es neutral, lo que indica que los astrónomos han identificado una fuente en la época de reionización, antes de que suficientes de las primeras estrellas y galaxias se hubieran activado completamente para ionizar el universo. “Fue la última gran transición del universo y una de las fronteras actuales de la astrofísica”, señala Bañados.

Resultado de imagen de Cuásar lejano y desplazamiento al rojo

La distancia del cuásar está determinada por lo que se denomina su desplazamiento al rojo, que es una medida de cuánto se estira la longitud de onda de su luz mediante la expansión del universo antes de llegar a la Tierra. Cuanto mayor es el desplazamiento al rojo, mayor es la distancia, y los astrónomos posteriores están mirando a tiempo cuando observan el objeto. Este cuásar recién descubierto tiene un corrimiento al rojo de 7.54, basado en la detección de emisiones de carbono ionizado de la galaxia que aloja el agujero negro masivo.

Resultado de imagen de Cuásar lejano y desplazamiento al rojo

Detalles del cuásar 3C 273 observado con el Telescopio Espacial Hubble. La imagen de la izquierda muestra claramente lo brillante y compacto que es el objeto, lo que hizo que pareciese una estrella. Para conseguir la imagen de la izquierda se utilizó un instrumento (un coronógrafo) que bloqueaba la luz del cuásar, dejando ver su galaxia anfitriona. En ambas tomas se aprecia el chorro de gas a alta velocidad proveniente del agujero negro súper-masivo central. Una de las componentes de la emisión en radio de 3C 273 coincide perfectamente con este chorro de gas. | Crédito de la imagen: HST / NASA / ESA / STScI.

“Esta gran distancia hace que estos objetos sean extremadamente débiles cuando se ven desde la Tierra. Los cuásares tempranos también son muy raros en el cielo. Solo se sabía que existía un cuásar con un corrimiento al rojo mayor a siete antes de ahora, a pesar de una extensa búsqueda”, afirma Xiaohui Fan, del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona.

Se prevé que entre 20 y 100 cuásares tan brillantes y tan distantes como el cuásar descubierto por Bañados y su equipo existan en todo el cielo, por lo que este es un descubrimiento importante que proporcionará información fundamental del universo joven, cuando solo era 5 por ciento su edad actual.