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Un raro objeto celeste llamado blazar lanza llamaradas azarosamente, pero esta vez hubo coincidencia

Coincidencia cósmica: los cielos están siendo inundados con la imagen más brillante en rayos gamma —el sector de más alta energía de la radiación electromagnética— que han visto los astrónomos

El culpable es un asombroso estallido de Markarian 421, un «blazar» que aloja un agujero negro supermasivo. Por pura coincidencia, acababa de empezar un programa para estudiarlos, así que docenas de telescopios del mundo —desde la gama visible a radiofrecuencias y rayos gamma— estaban observando. Y llegó justo a tiempo para una reunión de muchos de los astrofísicos del mundo.

El nombre de Markarian 421 está apareciendo en muchas conversaciones en la reunión de la Sociedad Americana de Física en Denver.

«Es realmente emocionante porque podemos intercambiar ideas sobre esto mientras estamos aquí en la reunión, en el mismo lugar», dijo Greg Madejski del Instituto Kavli de Astrofísica de Partículas y Cosmología.

Los blazares son un caso especial de «galaxias activas», aquellas cuyos agujeros negros supermasivos rocian grandes cantidades de energía a través del espectro electromagnético, mientras se alimentan de la materia circundante.

Las galaxias activas emiten chorros de luz —hasta miles de millones de veces más energéticos que la luz que nosotros vemos— y se le llama blazar a un objeto así cuyo chorro está apuntando hacia la Tierra.

Lo que sigue siendo un misterio es cómo se crean rayos gamma a esas energías extraordinarias.

«Milagroso»

Markarian 421 ya estaba en el catálogo conocido de blazars, siendo algo variable y habiendo tenido algo de brillo, o destello, en 1996. Pero el que comenzó a fines de la semana pasada no tenía precedentes en la historia de las observaciones.

«Estoy en estado de shock y asombro ante lo brillante que es», dijo Julie McEnery, científico del proyecto Fermi de rayos gamma del telescopio. «Esto nos está impactando», dijo a BBC News.

El telescopio Fermi, y una larga lista de grandes observatorios del mundo tanto en tierra como en el espacio, estaban todos observando a causa de un plan coordinado para estudiar Markarian 421 por medio de una serie de «colores» de la luz, desde la radio a los rayos gamma.

«Correlacionan la intensidad cada vez mayor en diferentes bandas, lo cual proporciona pistas muy importantes sobre la estructura de la fuente», dice el Prof, Madejski, un co-investigador del telescopio de rayos X NuStar. «En este caso, en realidad habíanos diseñado una campaña para estudiar esta fuente, y ésta cooperó de un modo milagroso. Nunca sabemos con excatitud cuándo se va a poner muy luminoso, y esta vez tuvo la amabilidad de hacerlo precisamente cuando tuvimos una cantidad muy grande de telescopios apuntados en él.»

El trabajo duro comienza ahora, ya que los observatorios comparten sus grabaciones de los últimos días. Los astrofísicos pueden determinar cómo se hizo más brillante el blazar en diferentes partes del espectro en diferentes momentos, y refinar sus modelos de la rapidez con que se mueven las partículas dentro de los chorros para dar lugar a la luz de alta energía.

«Vamos a lograr mucha más información acerca de cómo esas partículas se energizan para proporcionar este evento espectacular», dijo el profesor Madejski. «Ahora estamos bebiendo de una cascada.»

Fuente: BBC Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Las estrellas viejas guardan un "recuerdo" de su infancia

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) han descubierto que la función gamma, una característica presente al inicio de la vida de las estrellas, desaparece durante su etapa adulta, pero que vuelve a emerger en sus etapas finales, cuando ya son estrellas de neutrones o enanas blancas. El estudio se publica en la revista Astronomy & Astrophysics

En cierto sentido, las estrellas tienen «recuerdos» de sus etapas iniciales. Así lo señala un estudio realizado por Antonio Claret, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) con la colaboración del físico Matthias Hempel de la Universidad de Basilea (Suiza).

A lo largo de su vida, las estrellas sufren cambios en su masa, presión, composición y estructura interna para, al agotar su combustible y dependiendo de su masa inicial, evolucionar hacia un objeto compacto como una enana blanca, una estrella de neutrones o un agujero negro.

En principio se podría pensar que esta agitada evolución, que incluye episodios explosivos como el de supernova en el caso de estrellas masivas, impediría a las estrellas conservar al final de su vida alguna «memoria» o características de sus primeras etapas, pero no es así.

Según el estudio, que recogen dos artículos de la revista Astronomy & Astrophysics, se conserva un tipo de «memoria» especial: la función gamma, que guarda relación con tres parámetros estelares.

Por un lado, la energía potencial de la estrella, que surge del hecho de que sea una esfera de gas autogravitante. Por otro, su momento de inercia, que describe su resistencia a girar y está ligado a cómo se distribuye la masa en su interior —algo parecido al caso de una patinadora, que puede modificar su velocidad de rotación estirando o contrayendo los brazos—. Y finalmente, el grado de compacidad.

«Hemos estudiado el comportamiento de gamma desde las primeras fases hasta los estadios finales de la evolución estelar y concluimos que, si bien dicha función es invariable hasta las primeras etapas de la secuencia principal, o etapa juvenil, después pierde por completo esa constancia durante la etapa adulta, varía drásticamente y puede tomar valores miles de veces mayores que al inicio de la vida de la estrella”, apunta Claret.

Pero lo verdaderamente fascinante reside en que, tras las fases finales de la etapa adulta y los procesos violentos que se producen cuando las estrellas agotan su combustible, cuando estas alcanzan su fase de objeto compacto —sea enana blanca o estrella de neutrones— recuperan ese valor constante que presentaban en su infancia.

«Es curioso que esta función se pierda para reaparecer en las fases finales. Parece comportarse como un fósil: después de virtualmente desaparecer, vuelve a escena y nos aporta información sobre el organismo original», señala el investigador.

El estudio indaga también en las razones por las que ese valor constante desaparezca para volver a surgir al final de la vida de las estrellas. Y se halla una correlación entre la cantidad de energía que se genera en el núcleo de una estrella y las variaciones en la función gamma. «Hemos extendido también esta investigación a planetas gigantes, de entre una y cincuenta veces la masa de Júpiter, y siguen la misma pauta, con la diferencia de que permanece constante a lo largo de toda su vida porque carecen de actividad nuclear. Parece realmente ser una función universal», apunta Claret.

De interés para las estrellas de neutrones

Esta investigación ha resultado de especial interés en el caso de las estrellas de neutrones, un tipo de objetos extremadamente compactos que pueden contener una masa equivalente a la del Sol concentrada en un diámetro aproximado de catorce kilómetros.

Estas estrellas constituyen un posible final en la vida de una estrella masiva que, tras expulsar todas sus capas en una explosión de supernova, solo conserva el núcleo. Si la masa de la estrella progenitora es menor que unas veinte masas solares dará lugar a una estrella de neutrones, mientras que si supera ese límite se contraerá hasta que su densidad se vuelva infinita y produzca finalmente un agujero negro.

«El hecho de que la función gamma se recupere incluso después de una explosión de supernova resulta sorprendente», afirma Claret. Gracias a este estudio, el investigador ha establecido un criterio de estabilidad para las estrellas de neutrones, que no solo define qué condiciones deben cumplir para conservar la estabilidad y no colapsar en un agujero negro, sino que además permitirá seleccionar, entre los modelos disponibles, cuál describe mejor la estructura interna de estos objetos.

«Actualmente estamos investigando las implicaciones de dichas propiedades en el umbral de la formación de agujeros negros», adelanta el investigador.

Referencias bibliográficas: A.Claret, M. Hempel. «The internal structure of neutron stars and white dwarfs, and the Jacobi virial equation II». Astronomy & Astrophysics 552, abril de 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201220565. y A.Claret. «The internal structure of neutron stars and white dwarfs, and the Jacobi virial equation». Astronomy & Astrophysics, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201219176

Fuente: Sinc. Aportado por Eduardo J. Carletti

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El despertar "hambriento" de un agujero negro

Mientras observaban con el telescopio Integral una galaxia, astrónomos de la ESA (Agencia Espacial Europea) detectaron un brillo en rayos X en su campo de visión. Su intensidad no hacía más que aumentar, y tras un análisis, descubrieron que se trataba del «despertar», y del correspondiente «desayuno», de un agujero negro tras décadas de inactividad. El agujero negro había devorado un objeto de baja masa —una enana marrón o un planeta gigante—, un fenómeno que ocurrirá pronto de una manera similar, según estimaciones, en la Vía Láctea

«La observación fue completamente inesperada, procedente de una galaxia que ha permanecido tranquila durante al menos 20 o 30 años», dice Marek Nikolajuk de la Universidad de Bialystok, Polonia, y autor principal del artículo en Astronomy & Astrophysics.

El fenómeno se encuentra a 47 millones de años luz de distancia, en la galaxia NGC4845. Los astrónomos siguieron la luz durante todo el año 2011, hasta su máximo en enero de 2012, cuando el brillo de la galaxia se multiplicó por mil y se desvaneció.

El intenso destello procedía del halo de material en torno al agujero central de la galaxia. Este objeto destrozaba y se alimentaba de otro de una masa entre 14 y 30 veces la de Júpiter, un rango que se corresponde con el de las enanas marrones, objetos que no han podido alcanzar la masa para mantener una fusión del hidrógeno de su núcleo, como ocurre con las estrellas.

Un fenómeno nunca antes visto

Se cree que los objetos de masa planetaria de este tipo son muy comunes en muchas galaxias. Se encuentran flotando libremente en el espacio tras ser expulsados de sus sistemas solares originales por interacciones gravitatorias. Sin embargo, la absorción de uno de estos objetos por un agujero negro es algo que nunca se había observado antes.

«Estimamos que el agujero negro ha devorado sólo las capas externas del objeto —alrededor del 10% de su masa total—, y que el núcleo, más denso, está aún en órbita del agujero negro», afirma Rolan Walter, del Observatorio de Ginebra, Suiza.

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Se estima que pronto el agujero negro supermasivo presente en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, absorberá una masiva nube compacta que se está acercando en su órbita cada vez más a éste.

Gracias a estos acontecimientos los astrónomos pueden recoger información sobre qué ocurre con los objetos que se acercan a los agujeros negros, y cómo van siendo absorbidos progresivamente por ellos.

«Creemos que podríamos detectar fenómenos de este tipo cada pocos años en las galaxias que nos rodean. Si los localizamos, Integral y otros telescopios espaciales de altas energías podrán observarlos, tal y como han hecho con NGC 4845″, dice Christoph Winkler, Jefe Científico de Integral, de la ESA.

Fuente: El Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

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