Agujero negro genera una enorme burbuja - principal


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Un agujero negro relativamente pequeño está produciendo chorros tremendamente potentes, creando una enorme burbuja de gas caliente

Combinando observaciones realizadas con el Very Large Telescope (VLT) de ESO y el Observatorio de rayos-X Chandra de la NASA, los astrónomos han descubierto el par más poderoso de chorros que se ha observado alguna vez en un agujero negro estelar.

Un agujero negro, relativamente pequeño, está produciendo chorros tremendamente potentes, creando una enorme burbuja de gas caliente. Tanto los chorros como la burbuja son las más grandes que se hayan visto jamás, lo que significa que este mini agujero negro es un centro energético. Pero la característica más inusual de este agujero negro no es su notable producción de energía, sino cómo se está emitiendo ésta.

“La producción de energía es impresionante, aunque comparable con la luminosidad de rayos X de las llamadas fuentes ultraluminosas de rayos-X “, dijo Manfred Pakull, autor principal del nuevo artículo, publicado en Nature. “La idea de que existen generadores que producen la mayor parte de su energía en forma de chorros (energía cinética) y no en forma de radiación (fotones) es bastante novedosa.”

El agujero negro infla una enorme burbuja de gas caliente, de 1.000 años luz de diámetro, dos veces más grande y decenas de veces más poderosa que los microcuásares de este tipo. El agujero negro estelar forma parte de un sistema binario, como se ilustra en la impresión de este artista. Crédito: ESO / L. Calçada

Se sabe que los agujeros negros liberan una cantidad increíble de energía cuando se tragan la materia, y como dijo Pakull a Universe Today, se pensaba que la mayoría de la energía surgía en forma de radiación, principalmente rayos-X. Pero este nuevo agujero negro soplador de gas, llamado S26, está demostrando que algunos agujeros negros pueden lanzar la misma energía, y tal vez mucha más, en forma de chorros colimados de partículas en rápido movimiento.

“Este agujero negro tiene unas pocas masas solares, pero es una verdadera miniatura de los más poderosos cuásares y radiogalaxias”, dijo Pakull”, que contienen agujeros negros con masas unos millones de veces mayores que la del Sol “.

Este objeto es un microcuásar, formado por dos objetos uno de ellos compacto —una enana blanca , una estrella de neutrones o un agujero negro— junto a una estrella compañera. Los rayos X son producidos por la materia que cae de un componente al otro, y puede producir chorros de partículas de alta velocidad. Los rápidos chorros impactan en el gas interestelar circundante, calentándolo y provocando una burbuja en expansión formada de gas caliente y partículas ultra-rápidas chocando a diferentes temperaturas.

De la docena de microcuásares que se han encontrado en la galaxia Vía Láctea, la mayoría de las burbujas son bastante pequeñas, de menos de 10 años luz de diámetro. Pero esta tiene 1.000 años luz de diámetro. Además, este microcuásar es decenas de veces más poderoso que los vistos anteriormente.

Utilizando el telescopio VLT de ESO y el telescopio Chandra de la NASA, Pakull y su equipo pudieron observar las áreas donde los chorros chocan contra el gas interestelar alrededor del agujero negro, y vieron que la burbuja de gas caliente se infla a una velocidad de casi un millón de kilometros por hora.

Los chorros son igual de impresionantes, de unos 300 parsecs de largo, y aunque se han visto potentes chorros desde los agujeros negros supermasivos, cree que son menos frecuentes en la variedad de microcuásares más pequeños. Este nuevo descubrimiento puede llevar a los astrónomos a obsrevar más de cerca otros microcuásares.

“La longitud de los chorros en NGC 7793 es impresionante en comparación con el tamaño del agujero negro desde donde son lanzados”, dice el co-autor Roberto Soria. “Si el agujero negro se escalara al tamaño de una pelota de fútbol, cada chorro se extendería desde la Tierra hasta más allá de la órbita de Plutón”.

S26 se encuentra a 12 millones de años luz de distancia, en las afueras de la galaxia espiral NGC 7793. A partir del tamaño y la velocidad de expansión de la burbuja, los astrónomos han encontrado que la actividad de los chorros ha estado en curso por lo menos 200.000 años.

Con esta increíble velocidad, tamaño y actividad, ¿qué proyectan Pakull y su equipo como futuro de este microcuásar?

“Sí, la velocidad de expansión (275 km/s) es bastante impresionante, pero disminuirá con el tiempo”, le dijo Pakull a Universe Today. “Si fuera mucho menor, digamos de 70 km/s, el gas impactado no emitiría tanta luz óptica (por ejemplo, la serie de Balmer de hidrógeno) y no habríamos detectado la burbuja. El futuro de S26 depende de la evolución del microcuásar central que emite los chorros. Estimo que podrá estar activo otros 100.000, hasta algunos millones de años. ”

Pakull dice que es interesante imaginar qué sucedería si el microcuásar dejara de emitir los chorros de repente. “Entonces la burbuja no desaparecería de repente, sino que brillaría como antes por unos 100.000 años”. “Sería semejante a un remanente de supernova, aunque con 100 veces mayor contenido de energía”.

Pakull añadió que este nuevo hallazgo ayudará a los astrónomos a comprender la similitud entre los pequeños agujeros negros que se forman al explotar las estrellas y los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias, y se espera que este trabajo teórico estimule a trabajar más en cómo producen energía los agujeros negros.

Lea el documento del equipo (archivo pdf)

Fuente: Universe Today. Aportado por Eduardo J. Carletti

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