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Descubren uno de los agujeros negros más potentes que se conocen hasta hoy

Una serie de imágenes en rayos X sacada por el observatorio Chandra de la NASA ha revelado la presencia de un poderoso agujero negro supermasivo en el cúmulo de RX J1532

Fue detectado por las enormes estructuras de gas caliente que expulsó.

La gran cantidad de gas caliente cerca del centro del cúmulo presenta un enigma, dice la NASA en un comunicado. El gas caliente visible en rayos X debería de enfriarse y más al centro del cúmulo este proceso debería desarrollarse más rápido, creando las condiciones necesarias para que se formaran las estrellas jóvenes. Eso ocurre en millares de otras nubes conocidas.

Pero en el cúmulo RX J1532 no se observa esto.

Al mismo tiempo se registra una alta concentración de gas cerca del propio centro de la galaxia. Los astrofísicos catalogaron su enfriamiento en este área como «dramático». Menos de una docena de los cúmulos conocidos se caracteriza por una distribución similar de gas y en todos los casos algunas otras pistas evidenciaron la presencia de un agujero negro supermasivo en el centro.

La NASA califica el caso del cúmulo RX J1532 como uno de los «más extremos». Se sitúa en la constelación de Fénix, donde anteriormente fue ubicada la mayor «fábrica» de estrellas del universo. Las huellas que dejó el agujero negro en esta nube recién descrita también son muy notables. Son dos cavidades grandes en el gas caliente a ambos lados de la galaxia central.

Se ven perfectamente en rayos X y se sitúan de una forma simétrica a dos lados del centro de esa galaxia, como si fueran el norte y el sur de la misma. Lo que falta en este cuadro visible es un punto central que con su gravedad perfora el gas caliente y lo aparta, formando las cavidades. Y este objeto es el agujero negro supermasivo, sostienen los científicos.

Una cavidad más distante que también se ve, pero no alineada al eje norte-sur, exige una explicación especial. Su posición podría deberse a una expulsión proveniente del mismo agujero, pero mucho más antigua que la nube que se ha observado. Una de las explicaciones posibles del desplazamiento de las masas, dicen los investigadores, es que la nube de gas se habría movido a causa de sus propias leyes. La otra es que el agujero negro habría cambiado de eje, tambaleándose como una peonza.

Fuente: NASA. Aportado por Eduardo J. Carletti

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A la espera del gran banquete del agujero negro en el centro de la galaxia

Los astrónomos se preparan para la que puede ser la mejor oportunidad de asomarse a los misterios de un agujero negro en el centro de la Vía Láctea

Un espectacular despliegue de «fuegos artificiales» puede encenderse si el agujero negro devora una nube de gas gigante que se está acercando peligrosamente a sus dominios.

Los científicos esperan que se produzca una colisión en marzo, tal como lo explicaron en la 223º Reunión de la Sociedad Astronómica de Estados Unidos. Y además de los investigadores, el público aficionado podrá observar el desarrollo del fenómeno a través de un clic sitio público de seguimiento por internet.

«Este puede ser el mayor banquete de nuestro agujero negro en cientos de años», dijo Leo Meyer, de la Universidad de California en Los Ángeles. «Podría generar espectaculares fuegos artificiales, y queremos que todo el mundo pueda verlos».

En primera fila

El encuentro cósmico podría ofrecer a los astrónomos una visión única de uno de los mayores enigmas del Universo.

Los agujeros negros son tan densos que ni siquiera la luz puede escapar de ellos una vez que pasa el horizonte de sucesos (punto de no retorno). Sólo pueden ser observados de forma indirecta, a partir de breves flashes de radiación lanzados por la materia que cae en ellos.

La nube de gas gigante G2 tiene tres veces la masa de la Tierra. Fue avistada por primera vez en 2011, precipitándose hacia Sagitario A*, el agujero negro que se encuentra en el centro de nuestra galaxia.

El impacto sucederá, dicen los científicos, en pocos meses. Si el gas se acerca lo suficiente se calentará y liberará inmensos destellos de rayos X, capaces de iluminar y hacer visibles las propiedades del agujero negro.

Los astrónomos se han asegurado ya sus asientos en primera fila: el equipo de Meyer está siguiendo el rastro de la nube desde el Observatorio Keck, en Hawái. Pueden verla «estirándose como un espagueti» mientras el agujero negro tira de su cabeza, que ahora se mueve mucho más rápido que su cola.

Y al mismo tiempo que los telescopios de Keck observan la nube, el observatorio espacial Swift vigila el agujero negro. El telescopio de rayos X de la NASA está preparado para capturar las primeras luces del encuentro.

Misterio

«Todo el mundo quiere ver este evento porque es tan raro», dijo Nathalie Degenaar, investigadora de Swift.

Sagitario A* acecha a 26.000 años luz en el corazón de la Vía Láctea. Es muy tenue, incluso como agujero negro: es alrededor de mil millones de veces menos visible que otros de su tipo «supermasivo».

Y esto hace que sea todo un misterio.

«De momento no es nada fácil verlo. Pero si la nube de gas lo alimenta súbitamente con mucha más masa, podríamos ver fuegos artificiales. Y con eso, podemos probar toda clase de teorías», explicó Meyer.

Los científicos creen que los agujeros negros tienen un rol crucial en los ciclos de vida de las galaxias. Devoran la materia que está a su alrededor, pero también la expulsan de sus cercanías. Esto influye en cómo se forman las estrellas, cómo crece la galaxia y cómo interactúa con otras galaxias.

Para hacerse una idea de los hábitos alimenticios de Sagitario A*, el equipo de Swift ha estado haciendo observaciones regulares desde 2006. Cada pocos días, el telescopio espacial apunta hacia el centro de la galaxia y toma una fotografía con una exposición de 17 minutos.

Hasta ahora, los científicos han detectado seis grandes destellos en el lugar donde estaba el agujero negro que eran unas 150 veces más brillantes durante unas dos horas. Pero estos son sólo leves titilaciones en comparación con los chorros de luz que pueden brotar de la nube G2, y su espectáculo puede durar años.

El banquete

Sin embargo, la magnitud del evento depende de lo que haya dentro de la nube de gas.

Si es hidrógeno en su mayor parte, los rayos X brillarán durante años mientras el agujero negro se lo traga lentamente. Pero existe otra posibilidad: la nube puede estar escondiendo una vieja estrella. En ese caso, el banquete puede resultar en anticlímax.

El agujero negro podría dar un pequeño sorbo a la nube mientras la estrella se escurre hacia una distancia prudencial, con una densidad suficiente para escapar de su gravedad.

«Me encantaría que Sagitario A* se volviera de pronto 10.000 veces más brillante. Sin embargo, es posible que no reaccione demasiado, como un caballo que no bebe cuando se acerca al agua», dijo Jon Miller, investigador de la Universidad de Michigan. «¿Habrá fuegos artificiales o no? Debemos esperar y ver qué pasa», dijo Meyer.

«Pero incluso aunque desafíe todas las posibilidades, igual debemos observarlo, porque si vemos algo, podría ser espectacular».

Fuente: BBC Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Investigadores han detectado bariones en un chorro de materia de un agujero negro

Investigadores de la Universidad de Barcelona, el Observatorio Europeo Austral (ESO) y la Universidad de Curtin (Australia) han determinado la existencia de partículas subatómicas llamadas bariones en un jet o chorro de materia. En concreto, en el que sale del agujero negro presente en el sistema binario 4U 1630-47, un dato que ayuda a aclarar algunas dudas astrofísicas

Los astrónomos conocían que los agujeros negros emiten chorros de materia –o jets relativistas– tanto en sistemas binarios, en los que orbitan junto con una estrella compañera, como en aquellos que se sitúan en los centros de las galaxias, en los llamados cuásares. Estos chorros o jets han sido estudiados durante décadas, pero todavía se desconoce su composición.

Ahora, un trabajo publicado en Nature y liderado por investigadores de la Universidad de Barcelona (UB), el Observatorio Europeo Austral (ESO) y la Universidad de Curtin (Australia) ha podido determinar la existencia de partículas subatómicas en el jet relativista proveniente del agujero negro del sistema binario 4U 1630-47.

Las observaciones sugieren que esas partículas son bariones (protones y núcleos de elementos más pesados). Los jets bariónicos sólo se han confirmado en otro raro sistema, y los indicios de la presencia o ausencia de bariones en jets relativistas han sido contradictorios, por lo que el nuevo resultado ayuda a despejar la duda.

“En este trabajo hemos hallado la composición de los jets relativistas emitidos desde los discos de los agujeros negros, aunque se necesitan más estudios para comprobar si estos resultados pueden extrapolarse a otras fuentes de jets”, explica Simone Migliari, del Instituto de Ciencias del Cosmos de la UB.




Según el investigador, el estudio muestra que los chorros “son jets pesados que contienen núcleos atómicos, más que jets ligeros –solo formados por electrones y positrones–, y este descubrimiento también implica que los pesados expulsan significativamente más energía del sistema binario de la que expulsaría uno ligero”.

Estos jets bariónicos, constituidos por materia pesada, son probablemente accionados por el disco de acreción y no tanto por el movimiento de rotación del agujero negro.

“El hecho de que esta materia pesada se pueda acelerar hasta velocidades relativistas, implica que estos sistemas han de ser fuentes de rayos gamma y de emisión de neutrinos”, explica Migliari, actualmente investigador visitante en el Centro de Astrobiología (CAB) del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (CSIC-INTA).

Robo de material a la compañera

Los agujeros negros en sistemas binarios atrapan material de sus compañeras, formando así un disco de material que rota alrededor del agujero negro a una gran velocidad. Como consecuencia, la materia se comprime y se calienta lo suficiente como para emitir rayos X.

En el trabajo también se ha podido estimar la velocidad de los jets, que es de dos terceras partes la velocidad de la luz. Este dato se puede obtener midiendo el denominado desplazamiento Doppler de las líneas de emisión de núcleos atómicos de hierro detectadas.

Las observaciones se realizaron en 2012 casi simultáneamente mediante dos tipos de instalaciones. Por un lado, los telescopios XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA), que permitieron realizar observaciones en el rango de los rayos X, con el cual puede observarse el disco que rodea al agujero negro. Por otro, el Australia Telescope Compact Array (ATCA), empleado para realizar observaciones en el rango del radio, lo que permite observar el jet relativista.

Referencia bibliográfica: María Díaz Trigo, James C. A. Miller-Jones, Simone Migliari, Jess W. Broderick, Tasso Tzioumis. “Baryons in the relativistic jets of the stellar-mass black-hole candidate 4U 1630-472: Nature, 14 de noviembre de 2013.

Fuente: Sinc. Aportado por Eduardo J. Carletti

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