Descubren un rápido y furioso agujero negro

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Un agujero negro con chorros extremadamente potentes ha sido encontrado en la galaxia vecina Messier 83 (M83) por un equipo de investigadores australianos y americanos.

Los agujeros negros son, por definición, invisibles, pero cuando la materia cae en uno de ellos, se convierten en un tipo de máquinas verdaderamente eficientes.

Arroja en ellos algo de combustible (cualquier clase o tipo de materia funciona) y verás cómo se produce una gran cantidad de energía que es extraída de la materia conforme va acercándose y cayendo en el campo gravitacional del agujero.

Si la máquina de un automóvil fuera tan eficiente como un agujero negro, podríamos manejar hasta Saturno y regresar con tan solo un litro de gasolina.

En la Tierra no tenemos coches que cuya energía les sea dada por por agujeros negros porque nadie ha sido capaz de crear agujeros negros que quepan en el bolsillo de un pantalón.

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Esta es una imagen tomada por el telescopio Espacial Hubble del microquasar MQ1 que se encuentra en M83. Dos lóbulos de gas caliente, creado por el par de chorros, son claramente visibles a cada lado de la fuente central. /Fuente: http://www.phys.org

Pero la naturaleza sí que se las ha ingeniado para hacer agujeros negros y utilizarlos como una forma compacta de energía. La más energética y la más explosiva fuente en el universo (como los quasáres y las explosiones de rayos gama) son producidas por el campo de gravedad de los agujeros negros, no por la fusión nuclear (que le da energía al Sol y a las demás estrellas).

Conforme más exploramos el cosmos alrededor de nosotros, tenemos más evidencias de la presencia de agujeros negros activos y el efecto que ellos generan en el entorno en el que se encuentran. El ejemplo más claro de esto es el nuevo objeto identificado como MQ1 el cual es el microquasar más energético en M83.

La energía generada justo afuera de un agujero negro se extiende hacia el exterior a través de dos vías posibles:

1. radiación, como calor, luz visible luz ultravioleta y rayos X.

2. chorros hechos de electrones, positrones (que son electrones con carga positiva) y en algunas ocasiones núcleos atómicos.

Por otro lado, medir la luminosidad radioactiva es relativamente sencillo, gracias a los telescopios de rayos X que se encuentran en órbita como el Chandra, el XMM-Newton y el Swift.

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La galaxia espiral M83.

Pero medir la energía de los chorros es una tarea un tanto más complicada, ya que estos chocan y se confunden con el gas interestelar que rodea al agujero negro. Los chorros se encargan de calentar el gas interestelar, de tal suerte que los agujeros negros con poderosos chorros tienden a estar rodeados por una burbuja de gas tremendamente caliente y en estado ionizado, así como de electrones libres.

Gracias a que los astrónomos pueden medir el tamaño y la luminosidad de esta burbuja, pueden estimar el poder de los chorros y saber también durante cuánto tiempo han estado encendidos. Esto es precisamente lo que se hizo con MQ1 en la galaxia M83.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: www.phys.org

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Estrella revela un intenso campo magnético alrededor del agujero negro de la Vía Láctea

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Una extraña estrella que pulsa ha revelado un campo magnético extremadamente fuerte alrededor del agujero negro que se encuentra en la Vía Láctea, llamado Sagitario A y que se encuentra a unos 4 millones de años luz de la Tierra,

El hallazgo ayudar a comprender cómo es que este inmenso agujero negro es capaz de devorar todo lo que está a su alrededor. Esto se puede evidenciar por la emisión de chorros y de materia supercaliente.

Se cree que en el centro de casi todas las galaxias, sobre todo en las más grandes, existe un agujero negro supermasivo con una masa que puede ser de millones o miles de millones de veces la masa del Sol.

Los científicos también buscan comprender cómo un agujero negro de tales características es capaz de modificar y distorsionar la estructura del espacio tiempo alrededor de él. Una forma de observar indirectamente esta distorsión es a través de los llamados pulsares, que son estrellas de neutrones que giran muy rápidamente y que de manera regular generan pulsos de ondas de radio; desde hace 20 años los astrónomos han estado buscando estos objetos cerca de Sagitario A.

De hecho hace unos meses el telescopio NuSTAR de la NASA ayudó a confirmar la existencia de uno de estos pulsares a menos de un año luz del agujero negro. Sus pulsaciones son emitidas cada 3.76 segundos.

“En nuestro primer intento, el pulsar no fue claramente visible,  ya que la mayoría son muy obstinados y requieren muchas observaciones para poder ser detectados. La segunda vez que observamos el pulsar se había vuelo muy visible en la banda de radio además de muy brillante. Podemos estar completamente seguros de que hemos detectado a este pulsar en el centro de nuestra galaxia”, comenta Ralph Eatough, astrofísico del Instituto Max Planck de Radio Astronomía.

El nuevo pulsar encontrado, llamado J1745-2900, pertenece a un raro tipo de púlsares conocidos como magnetares, los cuales representan tan solo una proporción de 1 sobre 500 pulsares que hasta ahora han sido encontrados.

Estos magnetares poseen campos magnéticos muy poderosos que pueden ser hasta 1000 veces más fuertes que los campos magnéticos producidos por una estrella de neutrones.

Los pulsos de radio de los magnetares están altamente polarizados, lo que significa que estas señales oscilan a lo largo de un plano en el espacio. Este hecho ayudó a los investigadores a detectar un campo magnético alrededor de Sagitario A.

Los agujeros negros tienden a tragare todo lo que está a su alrededor como el gas ionizado, en un proceso denominado acreción. Los campos magnéticos que se entrelazan entre esta acreción pueden influir en cómo se estructura y comporta el gas que va cayendo.

“El campo magnético que hemos medido alrededor del agujero negro puede regular la cantidad de materia que come y podría causar incluso que se divida en los llamados chorros. Estas medidas son, por consiguiente, de mucha importancia en la comprensión de cómo se alimentan los agujeros, el cual es un proceso que determina la formación y evolución de las galaxias”, dice Eatough.

Y analizando las ondas de radio que atraviesan el gas y el polvo que rodean al agujero negro y que son producidas por el magnetar, los científicos han descubierto un fuerte y grande campo magnético que invade los alrededores de Sagitario A.

En el área alrededor del pulsar, el campo magnético es 100 veces más débil que el campo magnético de la Tierra. Sin embargo, “el campo magnético que rodea al agujero negro debe ser mucho más fuerte, varios cientos de veces más poderoso que el campo magnético terrestre”, afirma Eatough.

Los astrónomos han predicho que deben de haber miles de pulsares alrededor del a Vía Láctea. A pesar de ello, PSR J1745-2900 es el primer pulsar descubierto cerca de Sagitario A, por lo que este descubrimiento es, sin lugar a dudas, sumamente importante

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Space.com

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El agujero negro supermasivo de la Vía Láctea sorprende a los astrónomos

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Astrónomos que han utilizado el Telescopio Herschel de la NASA han podido observar una nube compuesta por gas que se encuentra muy cerca del agujero negro supermasivo ubicado en el corazón de la Vía Láctea y que lleva por nombre Sagitario A, cuya masa es de cuatro millones de veces la masa del Sol y que se encuentra a casi 30,000 años luz en el centro de nuestra galaxia.

Su relativa proximidad lo convierte en el objeto ideal para estudiar estos ambientes extremos en detalle, a pesar de que el punto de vista del observador se ve cubierto por densas nubes de polvo que cubren a la Vía Láctea. Al poderlo estudiar en el lejano infrarrojo, Herschel puede observar a través de este polvo y examinar al agujero negro el cual está rodeado por un anillo de gas que se extiende por 30 años luz.

Las fotografías tomadas por el telescopio Herschel entre 2011 y 2012 han permitido a los astrónomos examinar la región del agujero negro y han encontrado elementos como el carbono, el nitrógeno y el oxígeno, así como moléculas simples que incluyen agua, monóxido de carbono y cianuro de hidrógeno.

La imagen que aparece abajo, que corresponde a la región del agujero negro, se puede observar claramente el anillo visto por el telescopio Herschel (en azul) y la mini-espiral en ondas de radio (naranja). También se aprecia un espectro de la región central alrededor del agujero negro que muestra la presencia de diferentes moléculas.

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Herschel también da cuenta de que mucho del material dentro de la espiral se mueve muy rápido, a velocidades que alcanzan los 300 km/s (1 millón de kilómetros por hora). “Las observaciones son consistentes con el material que en forma de serpentina se mueve hacia Sagitario A, y que va cayendo hacia el centro de la Galaxia, afirma el doctor Goicoechea.

Pero lo que realmente tomó por sorpresa a los astrónomos es la temperatura del gas, que alcanzan los 1000 grados y que es mucho más caliente que la mayor parte del material interestelar que alcanza temperaturas de -200 grados o menos.

La mayor parte del calor se debe a la intensa luz que producen las estrellas vecinas, así como también al material extremadamente caliente que se encuentra cerca del agujero negro. Pero el equipo ha calculado que esto solamente contaría para un relativo aumento de la temperatura. La causa más probable es que las intensas ondas de choque y las turbulencias se deban al movimiento rápido del gas de estrellas jóvenes que causan el aumento de la temperatura a medida que se lanzan alrededor.

El Herschel terminó sus observaciones en Abril de 2013 cuando su suministro de helio líquido se agotó. “Éste es un estudio fascinante de lo que sucede en el centro de las galaxias. Y a pesar de que el telescopio ha terminado de observar, los astrónomos tienen todavía mucho trabajo por delante”, comentó Matt Griffin de la Universidad de Cardiff.

“En los próximos años, mientras procesamos todos los datos recabados por Herschel, estamos convencidos de habrá todavía muchos resultados como estos”.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: The Daily Galaxy.

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Un agujero negro es capturado cometiendo un homicidio estelar

Imagen: NASA

La imagen de arriba es una simulación por computadora que muestra gas arrancado por fuerzas de marea mientras cae en un agujero negro. Parte de este gas también está siendo expulsado a altas velocidades hacia el espacio.

Utilizando observaciones de telescopios en el espacio y en la superficie de la Tierra, los astrónomos han logrado recabar la evidencia más directa encontrada hasta ahora de este proceso violento: de un agujero negro supermasivo que tritura a una estrella que vagaba muy cerca. Para lograrlo, la NASA ha utilizado el Explorador de Evolución Galáctica (GALEX), así como el telescopio Pan-STARRS1 que se encuentra en Hawaii.

Por otra parte, una llamarada en luz óptica y ultravioleta reveló gas cayendo dentro del agujero negro así como gas rico en helio que fue expulsado del sistema. Cuando la estrella es desgarrada, parte del material cae dentro del agujero, mientras que el resto es expulsado a altas velocidades. La llamarada y sus propiedades proporcionan una firma de este escenario y otorgan detalles sin precedentes sobre la víctima: el astro en cuestión.

La galaxia donde se encuentra este hoyo negro supermasivo es PS1-10jh y se encuentra a unos 2.7 millones de años luz de la Tierra. Los astrónomos estiman que la masa del agujero negro equivale a millones de soles, por lo que su masa es equiparable al agujero negro supermasivo que se encuentra en la Vía Láctea.

TRADUCCIÓN Y EDICIÓN de Julio García.

FUENTE: NASA.

Astrónomos detectan grandes cantidades de gas y polvo alrededor de un agujero negro en el universo temprano

Esta imagen muestra la emisión luminosa de carbono y gas que rodea al más distante agujero negro supermasivo conocido hasta ahora. La línea de Carbono, que es emitida por la galaxia en ondas infrarrojas (y que es imposible observar desde la Tierra) tiende hacia el rojo (debido a la expansión del universo) hasta convertirse en ondas milimétricas donde pueden ser observadas por instrumentos como el interferómetro IRAM.

Luego de utilizar un telescopio que se encuentra en los Alpes franceses, y que tiene la virtud de captar ondas milimétricas, un equipo de astrónomos europeos de Alemania, Reino Unido y Francia, han descubierto un gran reservorio de gas y polvo en una galaxia que rodea al más distante agujero negro conocido hasta ahora. La luz de la galaxia, llamada J1120+0641, ha tenido que viajar por muchos miles de años hasta llegar a nosotros, ya que se formó 740 millones de años después del Big Bang.

El telescopio, que pertenece al Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM) y que se encuentra situado a 2550 metros de altura en la montaña Plateau de Bure, está formado en realidad por un arreglo de seis radiotelescopios que miden cada uno 15 metros y que detectan las emisiones en longitud de onda milimétrica (que son unas 10 000 veces más largas que las ondas que producen la luz visible).

Una reciente actualización al telescopio ha sido lo que ha permitido a los científicos detectar el nuevo descubrimiento de gas y polvo que incluye una cantidad significativa de carbono. Esto es bastante inesperado ya que el carbono noralmente es creado a través de la fusión nuclear de helio en el centro de estrellas masivas y que luego es expulsado hacia el interior de la galaxia cuando estas estrellas terminan su vida luego de una dramática explosión a la que se le llama Supernova.

Toma aérea del arreglo de Telescopios que detectan ondas milimétricas en Plateau de Bure en Francia /Fuente: http://www.stfc.ac.uk/

Para el doctor Bram Venemans del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania, “es realmente desconcertante que esta enorme cantidad de gas (enriquecido con carbono) se haya formado en estas edades tan tempranas del universo. La presencia de tal cantidad de carbono confirma que la formación de estrellas masivas debió de haber ocurrido en un corto periodo de tiempo entre el Big Bang y el momento en el que nosotros estamos observando actualmente la galaxia”.

De la emisión del gas, Venemans y su equipo son capaces de mostrar que en la galaxia se siguen formando estrellas a una velocidad que es hasta 100 veces más alta que en la Vía Láctea.

Los astrónomos también están bastante emocionados con el hecho de que J1120+0641 también es visible desde el hemisferio sur donde actualmente se encuentra en construcción el Gran Arreglo Interferométrico de Ondas Milimétricas (ALMA, por sus siglas en inglés) que será el más avanzado en su tipo y que permitirá un estudio detallado de esta galaxia, incluyendo la forma en la que el gas y el polvo se mueven dentro de ella.

TRADUCCIÓN Y EDICIÓN de Julio García.

FUENTE: Royal Astronomical Society