Monstruosa nube de gas podría develar información del agujero negro en el centro de la Vía Láctea - principal


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Una inmensa nube de gas que se dirige en este momento hacia el centro de nuestra galaxia podría revelar una multitud de pequeños agujeros negros ubicado cerca de su núcleo. Durante los próximos 12 meses, la nube de gas G2 pasará por el centro de la galaxia, donde, según los cálculos de los astrofísicos en los EEUU, al encontrarse con pequeños agujeros negros se producirán estallidos de radiación que podrían ser detectables con los telescopios espaciales

Dado que los astrónomos han postulado, en la década de los ’70, que una multitud de pequeños agujeros negros acechan de incognito cerca de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. A causa de un proceso conocido como fricción dinámica, los objetos más masivos de la galaxia se van frenando a medida que avanzan a través del medio interestelar, y así derivan poco a poco hacia el centro. Basándose en la formación de estrellas y las tasas de mortalidad, las simulaciones predicen una población de alrededor de 20.000 agujeros negros a pequeña escala en la región más interna de la galaxia, cada uno con una masa varias veces superior a la de nuestro Sol. Así dice la teoría, pero de todos modos, hasta ahora no hubo, en realidad, manera de probarlo.

Una oportunidad única

La nube G2, que fue vista por primera vez dirigiéndose al centro de la galaxia en 2011, presenta una oportunidad única para que los científicos finalmente echen un distante vistazo a uno o más de estos agujeros negros de masa estelar. La nube en sí es de tres veces el tamaño de la órbita de Plutón (que es elíptica, con un mínimo de 4.435 millones de kilómetros y un máximo de 7.304 millones de kilómetros) alrededor del Sol (con una masa de tres veces la de la Tierra), mientras que los agujeros negros se extienden sólo unas decenas de kilómetros cada uno. Cuando G2 se encuentre con ellos, el gas girará, será empujado y se calentará, lo que hará que emita rayos X, que podrían ser vistos por los telescopios como el NuSTAR y el Chandra de la NASA.

Imre Bartos, de la Universidad de Columbia en Nueva York, y sus colegas, analizaron simulaciones que muestran la cantidad y distribución de los agujeros negros estelares, junto con la trayectoria pronosticada de la nube de gas, y se calcula que G2 debería encontrarse con cerca de 16 de estos objetos en su viaje. A continuación, se analizó la cantidad de radiación que deben producir estos encuentros, y las posibilidades de que los instrumentos existentes puedan detectar las débiles señales a 25.000 años luz de distancia.

“Siendo conservadores, la mayoría de los agujeros negros de masa estelar no sería detectable. Pero no es despreciable en absoluto”, dice Bartos, haciendo hincapié en que las incertidumbres relacionadas con la limitada información sobre la densidad y la velocidad de la nube pueden hacer que el valor de la radiación cambie en un factor de cien.

Más prometedora, tal vez, es la posibilidad de encontrar pruebas de los llamados agujeros negros de masa intermedia. “Sabemos [por observaciones] que hay agujeros negros con un par de veces la masa del Sol. También tenemos conocimiento sobre los agujeros negros supermasivos que son de millones a miles de millones de veces más pesados que el Sol. Pero no tenemos mucha evidencia para cualquier cosa ubicada entre estas dos [escalas], lo cual es desconcertante”, explica Bartos. Si existen estos agujeros negros de masa intermedia en cualquier lugar de la galaxia, la fricción dinámica podría empujarlos hacia la parte central, también, y sus encuentros con G2 podrían producir mucha y más brillante radiación que sus contrapartes más pequeños.

Buscando pistas

El trabajo aporta una nueva perspectiva a los debates que se han centrado, hasta ahora, en cómo va a interactuar G2 con el grueso agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, cuya masa es cuatro millones de veces la del Sol. “Es una idea muy interesante, que no habíamos pensado en el momento en que escribimos nuestro artículo sobre el descubrimiento”, confiesa Stefan Gillessen, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, Alemania; el hombre a quien se le atribuye la primera detección de G2 en el año 2011.

Charles Hailey, de la Universidad de Columbia, co-líder del equipo de análisis de datos para el telescopio NuSTAR de rayos X, que no participó en la investigación, dice que, debido a las incertidumbres involucradas “requerirá algo de buena fortuna que los números conspiren para producir flujos de rayos X observables por el Chandra o el NuSTAR”. Incluso con las cifras más favorables, la señal corre el riesgo de ser oscurecida por la fuerte emisión de rayos X de la interacción de G2 con Sagitario A*. Por ahora, NuSTAR tomará señales de la observatorios Chandra y Swift, y capacitará a su equipo dedicado al centro de la galaxia “inmediatamente” en el caso de que cualquiera de estos grupos aprecie una actividad interesante en esa dirección.

Y eso podría ser en cualquier momento. La órbita de G2 traza una larga y estrecha elipse en un período de unos pocos cientos de años, pero su descubrimiento en el 2011 fue fortuito, los astrónomos calculan que hará su máxima aproximación a Sagitario A* a principios del 2014. “Es una cosa muy rara en la astrofísica o la astronomía”, dice Bartos. “Hablamos de escalas de tiempo de miles de millones de años y he aquí algo que recién se ha observado y está a punto de entrar en su parte más interesante dentro de un año o dos.”

La investigación se publica en la revista Physical Review Letters.

Fuente: Physics World. Aportado por Eduardo J. Carletti

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