Astronomía - Un estudio revela el inesperado efecto de los agujeros negros más allá de su propia galaxia

Composición artística de un agujero negro supermasivo regulando la evolución de su entorno. Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC) y Dylan Nelson (Illustris-TNG).

En el corazón de cada galaxia lo suficientemente masiva existe un agujero negro cuyo campo gravitatorio, aunque muy intenso, afecta solo a una pequeña región en torno al centro galáctico. Pese a que estos objetos astronómicos son miles de millones de veces más pequeños que las galaxias anfitrionas, la concepción actual del universo solo se entiende si la evolución de las galaxias está regulada por la actividad de los agujeros negros puesto que, sin ellos, no es posible explicar las propiedades observadas de las galaxias.

Las predicciones teóricas sugieren que los agujeros negros al crecer generan suficiente energía como para calentar y expulsar a grandes distancias el gas presente en las galaxias. Observar y describir el mecanismo por el cual esta energía interactúa con las galaxias modulando su evolución es por tanto una pregunta fundamental en la astrofísica actual.

Con este objetivo, un estudio liderado por Ignacio Martín Navarro, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en España, ha ido un paso más allá y ha tratado de averiguar si la materia y energía radiada por los agujeros negros es capaz de alterar la evolución, no solo de la galaxia anfitriona, sino también de aquellas galaxias satélites que están a su alrededor, pero a distancias todavía mayores. Para ello, el equipo ha hecho uso del cartografiado Sloan Digital Sky Survey, que les ha permitido analizar las propiedades de las galaxias en miles de grupos y cúmulos. Las conclusiones del estudio, iniciado durante su estancia en el Instituto Max Planck de Astrofísica, se han publicado en la revista académica Nature, con el título "Anisotropic satellite quenching modulated by black hole activity".

"Sorprendentemente hemos encontrado que las galaxias satélites forman más o menos estrellas dependiendo de su orientación con respecto a la galaxia central", explica Annalisa Pillepich, investigadora del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA, Alemania) y coautora del trabajo. Para tratar de explicar este efecto geométrico en las propiedades de las galaxias satélites los científicos recurrieron a una simulación cosmológica del universo llamada Illustris-TNG que en su código implementa un tratamiento particular para la interacción entre agujeros negros y galaxias anfitrionas. "Al igual que en las observaciones, la simulación Illustris-TNG muestra una clara modulación en la tasa de formación estelar de las galaxias satélites según sea su posición respecto a la central", añade.

La relevancia del resultado es doble porque da apoyo observacional a la idea de que los agujeros negros juegan un papel importante a la hora de regular la evolución de las galaxias, un pilar fundamental en el conocimiento actual del universo. Sin embargo, esta hipótesis es cuestionada continuamente dada la dificultad para, en la práctica, medir el posible efecto de los agujeros negros en las galaxias reales, más allá de consideraciones teóricas.

Los resultados del estudio sugieren también que existe un tipo particular de acoplamiento entre galaxias y agujeros negros, mediante el cual son capaces de expulsar material a grandes distancias de los centros galácticos, llegando a alterar incluso la evolución de otras galaxias cercanas. "Por tanto, más allá de observar el efecto de los agujeros negros en la evolución de las galaxias, nuestro análisis abre una puerta a entender los detalles de esta interacción", señala Ignacio Martín Navarro, autor principal del estudio.

"Este trabajo ha sido posible con la colaboración entre dos comunidades, la observacional y la teórica que, en el campo de la astrofísica extragaláctica, están encontrando en las simulaciones cosmológicas una herramienta muy útil para entender cómo se comporta el universo", finaliza.

Fuente: IAC

Cinco cosas sorprendentes de los agujeros negros

 Credit: EHT Collaboration

Para celebrar los dos años desde que la Colaboración del Event Horizon Telescope (EHT o Telescopio del Horizonte de Sucesos), del que ALMA fue parte clave, publicó la primera imagen de un agujero negro, quisimos compartir cinco cosas impresionantes sobre estos increíbles objetos:

1. Antes de saber lo que eran los agujeros negros, en 1784 el geólogo John Michell les llamaba: ¡estrellas oscuras! La idea de los agujeros negros surge de la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein, que dice que la luz se ve afectada por la gravedad.

Representación artística del corazón de la galaxia NGC 1068, que alberga un agujero negro supermasivo activo. ALMA descubrió nubes frías de gas molecular y polvo saliendo de la parte exterior del disco de acreción del agujero negro. Este material está siendo acelerado por campos magnéticos del disco y alcanzando velocidades de unos 400 a 800 kilómetros por segundo. Este material es expulsado por el disco e impide a los telescopios ópticos de la Tierra ver la zona alrededor del agujero negro. En resumen, en agujero negro se esconde detrás de los propios gases que emite. Créditos: NRAO/AUI/NSF; D. Berry / Skyworks

2. Esta es la primera simulación, hecha a mano en 1979, del disco de acreció alrededor de un agujero negro. Basada en cálculos computacionales por el astrofísico francés Jean-Pierre Luminet.

Crédito: CNRS Phototheque

3. Los agujeros negros son regiones del espacio caracterizadas por tener una gravedad extrema. Es tanta la fuerza de gravedad que cualquier cosa que se les acerca es tragada por el agujero negro y nunca más vuelve a salir. ¡Ni siquiera la luz, que viaja a 300.000 kilómetros por segundo, es capaz de escapar a las garras gravitacionales de un agujero negro!

Sagittarius A*, captado por la el Observatorio de Rayos-X Chandra de la NASA. Los elipses indican ecos de luz. Crédito: NASA/CXC/Caltech/M.Muno et al.

4. ¡Los agujeros negros causan enormes chorros de materia! – La mayoría de la materia que hay cerca del borde de un agujero negro acaba precipitándose en él. Sin embargo, algunas de las partículas circundantes escapan momentos antes de la captura y son lanzadas al espacio a grandes distancias en forma de chorros.Chorros de M87 vistos por el EHT- Crédito: Colaboración EHT

5. La colaboración EHT, que produjo y dio a conocer la primera imagen de un agujero negro el 10 de abril de 2019, acaba de revelar cómo se ve con luz polarizada el enorme objeto que hay en el centro de la galaxia Messier 87 (M87). Es la primera vez que los astrónomos han podido medir la polarización (una huella que dejan los campos magnéticos) tan cerca del borde de un agujero negro. La imagen inferior muestra la vista polarizada del agujero negro de M87, donde las líneas marcan la orientación de la polarización, determinada por el campo magnético que hay alrededor de la sombra del agujero negro.

Esta imagen muestra la vista polarizada del agujero negro de M87. Las líneas marcan la orientación de la polarización, que está relacionada con el campo magnético que hay alrededor de la sombra del agujero negro. Crédito: Colaboración EHT.

Fuentes: Alma Abservatory ALMA

La Tierra está 2000 años luz más cerca de un agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia de lo que se pensaba

El Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) descubrió que nuestro planeta está 2.000 años luz más cerca de Sagitario A. El análisis inicial proyectó que la Tierra estaba inicialmente a 27.700 años luz de distancia, pero ahora está a solo 25.800 años luz de distancia. En la foto se muestra un nuevo mapa de posición y velocidad de la Vía Láctea.

• La agencia espacial de Japón ha creado un nuevo mapa de la Vía Láctea
• El equipo ha estado recopilando datos durante los últimos 15 años, revelando nuevos conocimientos
• La Tierra está a solo 25.800 años luz de un agujero negro supermasivo
• Un análisis anterior de 1985 sugirió que está a 27,700 años luz de distancia.
• El equipo también descubrió que la Tierra se mueve 141 millas por segundo más rápido en órbita.

La Tierra está más cerca de un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea que se creía anteriormente, revelan nuevos datos.

El Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) descubrió que nuestro planeta está 2000 años luz más cerca de Sagitario A.

El análisis inicial proyectó que la Tierra estaba inicialmente a 27,700 años luz de distancia, pero está a solo 25,800 años luz de distancia.

Además de estar más cerca del agujero negro, los nuevos datos muestran que la Tierra está orbitando el Centro Galáctico de la Vía Láctea a 141 millas por segundo más rápido.

Aunque los hallazgos pueden provocar temor en todo el mundo, los resultados se deben a nuevos datos de observación que crearon un mejor modelo de nuestra galaxia.

La primera proyección fue capturada en 1985 por la Unión Astronómica Internacional, pero el proyecto japonés de radioastronomía VERA ha estado investigando la distancia y la velocidad durante 15 años para crear un modelo actualizado.

VERA se compone de radiotelescopios en todo Japón, lo que permite a los astrónomos recopilar datos similares a los de una antena parabólica de 1,430 de diámetro.

Se lanzó en 2000 con la tarea de calcular la distancia a las estrellas emisoras de radio mediante el análisis de su paralaje.

"Debido a que la Tierra está ubicada dentro de la Vía Láctea, no podemos dar un paso atrás y ver cómo se ve la Galaxia desde el exterior", compartió NAOJ en un comunicado.

El equipo calculó el centro de la Galaxia, el punto alrededor del cual gira todo, para iniciar el mapa. Una vez que se completó, pudieron determinar el centro de la galaxia, que alberga a Sagitario A, que se encuentra a 25.800 años luz de la Tierra.

'La astrometría, medición precisa de las posiciones y movimientos de los objetos, es una herramienta vital para comprender la estructura general de la Galaxia y nuestro lugar en ella.

Este año se publicó el primer catálogo de astrometría VERA que contiene datos de 99 objetos. '

Basándose en el Catálogo de Astrometría VERA y observaciones recientes de otros grupos, los astrónomos construyeron un mapa de posición y velocidad.

El equipo calculó el centro de la Galaxia, el punto alrededor del cual gira todo, para iniciar el mapa.

Una vez que se completó, pudieron determinar el centro de la galaxia, que alberga a Sagitario A, que se encuentra a 25.800 años luz de la Tierra.

El componente de velocidad del mapa indica que la Tierra viaja a 141 millas por segundo mientras orbita alrededor del Centro Galáctico.

Esto es más rápido que el valor anterior de 136 millas por hora.

QUE ES EL AGUJERO NEGRO SUPERMASIVO SAGITARIO A *

El centro galáctico de la Vía Láctea está dominado por un residente, el agujero negro supermasivo conocido como Sagitario A * (Sgr A *).

Los agujeros negros supermasivos son áreas increíblemente densas en el centro de las galaxias con masas que pueden ser miles de millones de veces la del sol.

Actúan como fuentes intensas de gravedad que aspiran el polvo y el gas a su alrededor.

La evidencia de un agujero negro en el centro de nuestra galaxia fue presentada por primera vez por el físico Karl Jansky en 1931, cuando descubrió ondas de radio provenientes de la región.

Preeminente pero invisible, Sgr A * tiene la masa equivalente a unos cuatro millones de soles.

A solo 26.000 años luz de la Tierra, Sgr A * es uno de los pocos agujeros negros en el universo donde realmente podemos presenciar el flujo de materia cercano.

Menos del uno por ciento del material inicialmente dentro de la influencia gravitacional del agujero negro alcanza el horizonte de eventos, o punto de no retorno, porque gran parte de él es expulsado.

En consecuencia, la emisión de rayos X del material cerca de Sgr A * es notablemente débil, como la de la mayoría de los agujeros negros gigantes de las galaxias del universo cercano.

El material capturado necesita perder calor y momento angular antes de poder sumergirse en el agujero negro. La expulsión de materia permite que se produzca esta pérdida.

Fuentes: daily mail

El límite de lo visible

Imagen de los alrededores del agujero negro en el centro de la galaxia M87 reconstruida a partir de las señales de microondas captadas por radiotelescopios

Event Horizon Telescope Collaboration

Una red internacional de radiotelescopios produce la primera imagen de las inmediaciones de un agujero negro

Pōwehi. Esta expresión significa algo así como “creación ornamentada, oscura e insondable” y aparece en ocasiones en el Kumulipo, un cántico hawaiano del siglo XVIII que narra en 2.102 versos el origen del mundo. Pōwehi fue el término que escogió Larry Kimura, profesor de lenguas nativas en la Universidad de Hawái, Estados Unidos, para denominar a la imagen de algo jamás visto con anterioridad: el entorno de un agujero negro.

La imagen que fue presentada en el marco de una conferencia de prensa que se realizó el 10 de abril, revela un círculo colorido ligeramente desplazado entorno de una región central renegrida. La misma es producto de la primera observación de aquello que se puede entrever en las adyacencias de un agujero negro. En este caso, se trata del agujero negro del centro de la galaxia Messier 87 (M87), que está ubicada en el firmamento en dirección a la constelación de Virgo. El nombre Pōwehi aún debe ser sometido a aprobación por la Unión Astronómica Internacional antes de poder ser adoptado formalmente.

La mancha oscura envuelta por el anillo iluminado en el centro de M87 es la sombra dejada por el horizonte de eventos (también denominado horizonte de sucesos), región a partir de la cual la gravedad crece en forma impresionante y atrapa todo aquello que se encuentra cerca y la materia y la energía que trasponen el horizonte de eventos acaba comprimida en un único punto, al cual los físicos denominan singularidad. El anillo, teñido artificialmente con colores que van del amarillo pálido al rojo, es la parte más interna de un disco gaseoso ultracaliente que adquiere forma de espiral en las proximidades del horizonte de eventos antes de ser capturado y perder contacto con el universo. Es el brillo de ese gas lo que permite delinear la sombra del horizonte de eventos del agujero negro.

La imagen es la evidencia más directa de la existencia de un agujero negro. Ella es el resultado del esfuerzo de los más de 200 científicos que integran el proyecto Telescopio Horizonte de Eventos (EHT, según su sigla original en inglés), un consorcio internacional que se valió de datos recabados por ocho observatorios de radioastronomía instalados en diferentes sitios del planeta y programados para funcionar como si fuesen un único radiotelescopio del tamaño de la Tierra.

“Pudimos ver lo que se pensaba que era invisible”, dijo el astrónomo estadounidense Sheperd Doeleman, director del proyecto EHT, al presentar la imagen en la conferencia de prensa que se realizó en Washington, Estados Unidos. “Logramos algo que parecía ser imposible hace solamente una generación atrás”, dijo Doeleman, investigador del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian, en Massachusetts.

Los agujeros negros son los objetos más insólitos del universo. Su existencia solo comenzó a imaginarse a partir de 1916, después de que el físico y astrónomo alemán Karl Schwarzschild (1873-1916) publicara una solución, obtenida entre las batallas contra Rusia en la Primera Guerra Mundial, para las ecuaciones de la teoría de la relatividad general, de Albert Einstein (1879-1955). La solución hallada por Schwarzschild definió la distancia a partir de la cual un cuerpo con masa muy elevada pasaría a atraer todo lo que se encuentra alrededor. Esa distancia, denominada radio de Schwarzschild, es tanto mayor cuanto más elevada es la masa concentrada en la singularidad y determina el horizonte de eventos del agujero negro. Cuando se presentaron esos resultados, Einstein y otros físicos la hallaron interesante, pero improbable que ocurriera en la naturaleza. Tan solo medio siglo más tarde, a partir de la publicación de estudios teóricos de cuerpos supermasivos en rotación y de la observación de objetos celestes compatibles con agujeros negros, empezó a tomarse en serio la posibilidad de existencia de tales objetos.

“Ya en las décadas de 1960 y 1970 había evidencias indirectas de la existencia de esos objetos”, comenta el astrofísico Daniel Dutra, de la Universidad Federal de Santa Catarina (UFSC). “Con todo, disponer de una imagen del horizonte de eventos nos brinda una confianza que difícilmente podría alcanzarse con indicios indirectos, por más numerosos que ellos fueran”.

Aunque el agujero negro de la M87 tenga una masa extremadamente elevada, alrededor de 6.500 millones de veces mayor que la del Sol, resulta difícil observar el brillo del gas en su entorno. Ocurre que ese agujero negro se encuentra tan alejado (su luz tardó 55 millones de años en llegar a nuestro planeta) y la sombra de su horizonte de eventos es tan pequeña (tiene un tamaño comparable al de una naranja en la superficie de la Luna vista desde la Tierra) que solo recientemente se logró dar con una estrategia para divisar sus límites. Para ello, el equipo del EHT tuvo que aprender a hacer que los ocho radiotelescopios funcionaran en conjunto y desarrollar algoritmos para el tratamiento de los datos y poder reconstruir la imagen.

Con base en los cálculos de la relatividad general, se esperaba que si ese agujero negro estuviera inmerso en una región brillante, tal como el interior de un disco de gas incandescente, sería posible observar una sombra con determinada forma y tamaño. Empero, jamás se había contado con un telescopio con resolución suficiente como para registrarla.

Las observaciones que permitieron generar esta imagen presentada ahora se realizaron en abril de 2017 y produjeron alrededor de 5 petabytes de datos (el equivalente a 5 mil terabytes o bien, 5 mil años de música guardada en archivos digitales), almacenados en centenas de discos rígidos de memoria que fueron transportados en avión para dos centros de análisis. En esos centros, los equipos trabajaron durante dos años para correlacionar los datos de los diferentes observatorios y efectuar las debidas correcciones. La interpretación de los datos y la estrategia de análisis se presentaron en seis artículos científicos que se publicaron en el mes de abril en una edición especial de la revista The Astrophysical Journal Letters.

“La imagen obtenida por el equipo del EHT representa el límite de nuestro conocimiento”, dice el físico teórico Bruno Carneiro da Cunha, de la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE).

Si bien no tiene una nitidez perfecta, se la considera un hito científico por dos razones. La primera es que permite estimar con mayor precisión las características del agujero negro de la M87. Antes, por ejemplo, se calculaba que su masa sería 3.500 millones de veces mayor que la del Sol. La segunda y más importante es que la misma confirma que la teoría de la relatividad general superó otra prueba más y permite describir con precisión incluso los fenómenos más extremos del universo. El primer test, hace 100 años, fue la observación de la curvatura de la luz al pasar cerca del Sol, medida durante el eclipse de 1919.

“El hecho de haber podido observar el horizonte de sucesos con el tamaño estimado a partir de los cálculos de la teoría de la relatividad general menguará radicalmente la atención brindada a las teorías de gravitación alternativas a la de Einstein”, analiza el astrofísico teórico Rodrigo Nemmen, de la Universidad de São Paulo (USP).

Anatomía de un agujero negro

Cómo se estructuran los objetos más enigmáticos del cosmos

“La observación de la mancha en el centro de M87 es considerada la evidencia más directa de la existencia de agujeros negros, aunque no la única”, explica el físico George Matsas, del Instituto de Física Teórica de la Universidade Estadual Paulista (IFT-Unesp). En septiembre de 2015, el Observatorio de Ondas Gravitatorias por Interferometría Láser (LIGO, según su sigla original en inglés), en Estados Unidos, había obtenido indicios indirectos al detectar las ondas gravitatorias generadas a partir de la colisión de dos agujeros negros.

El científico Avery Broderick, del Instituto Perimeter y de la Universidad de Waterloo, ambos en Canadá, afirmó, en el marco de la conferencia de prensa brindada en Washington, que la teoría de la relatividad general predice con exactitud los componentes de un agujero negro. Los datos obtenidos por el LIGO y por el EHT, prosiguió el investigador, indican que los agujeros negros, con masa elevada o pequeña, guardan analogías importantes y se comportarían de un mismo modo.

Según la astrofísica brasileña Lia Medeiros, quien forma parte de la colaboración EHT y actualmente es investigadora en la Universidad de Arizona, Estados Unidos, los resultados presentados ahora ayudarán a conocer mejor la geometría y el comportamiento del disco de materia que alimenta a los agujeros negros. “Aún hay mucho por dilucidar. Por ejemplo: cómo surgen los chorros que emiten algunos agujeros negros, tal como el de la galaxia M87”, dice.

Se espera que en los próximos años puedan obtenerse imágenes aún más nítidas de las inmediaciones del agujero negro de la M87. Otros tres radiotelescopios se sumarán a la red y eso aumentará alrededor de un 30% su poder de resolución. Con todo, antes de eso tal vez pueda presentarse otra imagen: la de los alrededores del agujero negro del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Este, al cual se lo conoce con el nombre de Sagitario A*, tiene una masa 4,1 millones de veces superior a la del Sol y está ubicado 2 mil veces más cerca de la Tierra que el agujero negro de la M87. Según Doeleman, esas imágenes son más complejas y el equipo del EHT todavía trabaja en ellas.

Fuentes: Revista Pesquisa

La fusión de dos agujeros negros desconcierta a los científicos

Hace siete mil millones de años, a una distancia de 17.000 millones de años luz, dos agujeros negros, de 66 y 85 masas solares, se fusionaron dando lugar a un nuevo agujero negro masivo, de alrededor de 142 masas solares. Tanto los dos agujeros progenitores como el resultante de la fusión se sitúan en un rango de masas superior al que se había observado hasta la fecha, y el resultante es el agujero negro más masivo jamás detectado con ondas gravitacionales. La comunidad astrofísica está desconcertada por el descubrimiento, que rompe con lo que se sabía sobre el origen de los agujeros negros.

“No hay una teoría científica estándar que explique la existencia de este agujero negro masivo”, certifica a SINC Sascha Husa, investigador en el Institute of Applied Computing & Community Code de la Universitat de les Illes Balears (UIB) y miembro del equipo editorial de los dos artículos publicados en las revistas Physical Review Letters y Astrophysical Journal Letters, donde se acaban de dar a conocer los resultados obtenidos, así como sus implicaciones científicas.

Este hallazgo, desarrollado a partir de una señal de 0,1 segundos de duración, ha sido el resultado de 15 meses de trabajo por parte de dos grandes colaboraciones científicas (Virgo en Italia y LIGO en EE UU) que han contado con centenares de expertos de diversos países, incluyendo participación española. El sistema binario masivo se ha bautizado como GW190521 –ya que el evento de ondas gravitacionales se percibió el 21 de mayo de 2019–.

Que se haya batido el récord de masa detectado por las colaboraciones Virgo y LIGO es un descubrimiento sin precedentes. “Esta detección abre la puerta a descubrir muchos más posibles efectos astrofísicos nuevos”, adelanta Thomas Dent, coordinador del programa de ondas gravitacionales en el Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) y miembro de la Colaboración Científica LIGO.

Un aspecto crucial es que el agujero negro remanente es de masa intermedia, y esto se relaciona con uno de los rompecabezas más fascinantes y complejos de la astrofísica y la cosmología: el origen de los agujeros negros supermasivos. Estos monstruos gigantes, de millones a miles de millones de veces más masivos que el Sol y a menudo en el centro de las galaxias, podrían surgir de la fusión de agujeros negros de masa intermedia más pequeños.

Hasta hoy, muy pocos candidatos de este tipo han sido identificados únicamente a través de observaciones electromagnéticas y esta es la primera observación vía ondas gravitacionales. Además, el rango de 100 a 1.000 masas solares ha representado durante muchos años un ‘desierto’ de agujeros negros.

“Tanto el [agujero negro] de 85 como el de 66 son agujeros negros mucho más grandes de los de masa estelar intermedia que conocíamos. En el rango entre 60 y algo más de 100 veces la masa del Sol no está previsto que se pudiera formar un agujero negro de masa estelar”, indica a SINC la investigadora Alicia Sintes, de la Universitat de les Illes Balears (UIB) y miembro de LIGO.

“Las ondas gravitacionales están descubriendo objetos o eventos que no nos esperábamos. Debe haber mecanismos que no entendemos y que permitan la generación de agujeros negros con masas solares superiores, como supernovas”, deduce Sintes.

Un fenómeno no explicado

Los astrofísicos diferencian los agujeros negros en tres grupos en función de su masa.

Por un lado, se encuentran los agujeros negros supermasivos, con una masa que oscila entre centenas de miles hasta miles de millones de veces la masa del Sol. Este es el caso del agujero negro que se encuentra en el centro de la Vía Láctea, con una masa alrededor de 4 millones de veces la del Sol. El modo en el que se generaron todavía es un misterio.

Por otro lado, se sitúan los agujeros negros de masa intermedia, cuyas masas oscilan entre 100 y 100.000 veces la masa del Sol. Su origen es impreciso. Es el caso del remanente percibido, el GW190521, que ha sido originado a partir de la fusión de otras dos masas masivas.

Por último, se hallan los agujeros negros de masa estelar, cuya masa es de unas pocas decenas de veces la masa solar. Se cree que se formaron a partir del colapso del núcleo de una estrella masiva, mediante explosiones de supernova.

Uno de los grandes misterios del nuevo hallazgo es el origen de los dos agujeros negros progenitores. “Si surgieron del colapso de estrellas, se sitúan en un rango de masas en el cual su presencia se considera, en teoría, imposible”, explica Dent. “Por tanto, podría ayudar a mejorar nuestra comprensión sobre las etapas finales de la vida de las estrellas masivas”, vaticina. Si logran conocerlo y comprenderlo, podrían averiguar cuál es el origen de los agujeros negros supermasivos, uno de los rompecabezas más complejos de la astrofísica y la cosmología.

Se sabe que los agujeros negros con masas entre 65 y 120 veces la masa del Sol no pueden haber sido formados tras el colapso de una estrella. Mediante un fenómeno conocido como “inestabilidad de pares”, al estallar las estrellas con estas masas, únicamente dejan tras de sí una nube de gas y polvo cósmico, ‘imposibilitando’ la formación de agujeros negros de estas dimensiones.

Por lo tanto, la comunidad astrofísica no esperaría observar ningún agujero negro en este rango de masas solares, entre unas 60 y 120. Ese es exactamente el rango de masas en el que se encuentra la componente más masiva de GW190521 (66 y 85 masas solares).

Es evidente que son necesarias más observaciones de agujeros de este tipo para comprender exactamente qué es lo que ha ocurrido y cómo se explican fenónemos como el descrito. Por el momento, ya existen algunas hipótesis entre la comunidad científica.

“Hay dos explicaciones naturales: una es que esta teoría científica no es correcta, porque estos fenómenos son más complicados de lo que se había pensado, y la otra es que estos agujeros negros se hayan formado a su vez por la fusión de otros más pequeños. Claro, que no es muy probable que dos agujeros se encuentren, a menos que se encontrasen en una nube estelar y la fusión se haya producido en una zona de alta densidad de estrellas”, sugiere Husa como posibles explicaciones.

Tito Dal Canton, investigador del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) en el Irène Joliot-Curie Lab, en Orsay (Francia), y miembro de Virgo, explica que los agujeros negros iniciales rotaban rápidamente en el momento en el que se emitió la señal que han detectado.

“La señal muestra indicios de precesión, una rotación del plano orbital producido por rotaciones de gran magnitud y orientación particular”, indica Dal Canton. “El efecto es débil y no podemos afirmar que esté presente de manera categórica, pero, si fuera cierto, apoyaría la hipótesis de que los agujeros negros progenitores surgen y viven en entornos cósmicos muy inestables y concurridos, como un cúmulo estelar denso o un disco de acreción de un núcleo galáctico activo”, pronostica.

“Ha sido muy complejo interpretar la señal al estar en el límite de nuestra capacidad técnica. Solo tendremos una idea clara de cómo se formó el sistema que la generó tras investigaciones adicionales y con detecciones futuras con las que comparar”, explica Thomas Dent, coordinador del programa de ondas gravitacionales en el IGFAE.

Fuente: SINC

Captan en primicia el colapso y renacer de una corona de agujero negro

Por primera vez, astrónomos han visto cómo la corona de un agujero negro supermasivo, el anillo...

Captan en primicia el colapso y renacer de una corona de agujero negro en Videos

Por primera vez, astrónomos han visto cómo la corona de un agujero negro supermasivo, el anillo de partículas de alta energía que rodea el horizonte de sucesos, fue destruido abruptamente y luego resurgió.(Fuente: NASA/ESA)

Fuentes: ABC

Agujero negro más masivo del universo es 34 mil millones de veces más grande que el Sol

Un enorme hoyo negro fue descubierto en el universo, así lo reveló un estudio que señala que este voraz inquilino del espacio “come” el equivalente a un sol diario y hasta el momento es 34 mil millones de veces más grande que uno de los soles que devora.

Un enorme hoyo negro fue descubierto en el universo, así lo reveló un estudio que señala que este voraz inquilino del espacio “come” el equivalente a un sol diario y hasta el momento es 34 mil millones de veces más grande que uno de los soles que devora.

Así es el voraz hoyo negro

Una reciente investigación dirigida por la Universidad Nacional de Australia y publicada por la Universidad de Oxford ha revelado que en el universo se encuentra un enorme hoyo negro, el cual es un devorador de soles que crece cada vez más.

El hoyo negro, come soles en esta representación gráfica. Foto Foto: @MarGomezH

De acuerdo con los recientes hallazgos, el agujero negro fue descubierto en 2018, sin embargo, en una investigación reciente, los científicos descubrieron que el hoyo negro es cada vez más masivo y que más rápido crece en el Universo.

La comunidad científica no esperaba en la actualidad este tamaño pues se cree que este objeto es 34 mil millones de veces la masa del Sol y “come” el equivalente a un Sol todos los días.

Este hoyo negro gigante, conocido como ‘J2157’, al momento de ser descubierto en 2018, se determinó que tenía solo mil 200 millones de años, menos del 10% de su edad actual. Lo que sorprendió en las nuevas revelaciones, es que está oculto, dentro de la galaxia Holm 15A, a unos 700 millones de años luz de la Tierra. Esta galaxia es conocida por ser gigante también.

El enorme hoyo negro mide 34 mil millones de veces el tamaño de un Sol. El enorme hoyo negro se encuentra a 700 millones de años luz de la Tierra. Foto: @MarGomezH
Así se percataron del enorme hoyo negro

El equipo, formado también por investigadores de la Universidad de Arizona, utilizó el Very Large Telescope (VLT) de ESO en Chile para medir con precisión la masa del agujero negro.

Pudieron estimar su masa después de capturar imágenes de estrellas alrededor del agujero y mediante un modelo para determinar su tamaño y descubrieron que además de ser el más grande del universo encontrado hasta ahora, es entre 4-9 veces más grande de lo esperado.

Descubrieron este hoyo negro gigante debido a las estrellas que devoraba. Foto: @MarGomezH

Científicos de diversas universidades del mundo se han interesado por este gigante hoyo negro, no solo por el poder destructivo que tiene sino por la forma en cómo ha crecido solo en 2 años desde que fue descubierto.

Según la Nasa, Un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada como para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella. Es decir, que a su paso, devora todo lo que encuentra y hasta el momento es imposible saber cuál es el destino de un planeta o galaxia que cae en éstos.

La Nasa ha explicado las propiedades de los hoyos negros en el espacio. Foto: Nasa / @MarGomezH

En nuestra Vía Láctea, se encuentra un hoyo negro llamado Sagitario A, el cual es 8 mil veces menor a este agujero negro gigante, conocido como ‘J2157’. Sin embargo, no es para alarmarse, pues la comunidad científica cree que muchas, si no todas las galaxias, albergan un agujero negro supermasivo en su centro.

Fuentes: geociencias

¿Son los agujeros negros como un holograma?

Representación del horizonte de sucesos, la frontera, de un agujero negro - Gerd Altmann para PIxabay

Una reciente investigación ha cruzado la Relatividad con la Mecánica Cuántica para explicar el interior de estos objetos como si fuera una proyección de su frontera exterior

La holografía es una técnica óptica que permite crear una imagen tridimensional sobre una superficie bidimensional, generando una impresión de profundidad. Además de eso, la holografía le da nombre a unas asunciones matemáticas con las que se pretende explicar lo que pasa en tres dimensiones a partir de dos. Para entender lo que significa esto, es como intentar explicar lo que pasa dentro de una habitación proyectando los acontecimientos sobre las paredes, y creando un modelo matemático para describir lo que pasa en estas superficies. El volumen de la habitación tiene tres dimensiones, pero se puede explicar desde los muros, que tienen solo dos dimensiones.

Algunos físicos usan las asunciones de este principio holográfico para tratar de explicar la gravedad a pequeña escala (por debajo de la distancia de Planck), entrando en un dominio para el que hoy no hay explicación en el modelo estándar, el marco teórico que explica el mundo de las partículas a partir de cuatro interacciones físicas fundamentales.

De una forma muy sencilla, este principio holográfico implica que se puede explicar la física que ocurre dentro de un agujero negro, en tres dimensiones, a partir de la física que se observa en su frontera, en dos dimensiones. Por eso, se diría que el interior del agujero es como una proyección, un holograma, de lo que ocurre fuera. En un agujero negro, «fuera» es el horizonte de sucesos, la frontera a partir de la cual nada escapa de su gravedad.

Einstein y Hawking

Esta semana, un grupo de investigadores de la Escuela Internacional Superior de Estudios Avanzados (SISSA), en Trieste, Italia, ha presentado un estudio en el que han trabajado en compatibilizar la Relatividad General de Albert Einstein, con el principio holográfico, que parte de ideas propuestas en los setenta por Stephen Hawking y Jacob Bekenstein. Sus conclusiones apoyan esa idea de que los agujeros negros podrían ser como un holograma, con toda su información retenida en una superficie de dos dimensiones, y se han publicado recientemente en la revista « Physical Review X».

Los agujeros negros son uno de esos fenómenos extraños y difíciles de explicar, como el misterio de la materia oscura, que se ven como una oportunidad para que la ciencia vaya más allá y se adentre en lo desconocido. ¿Por qué? Kostas Skenderis ya lo explicó, en un artículo en el que escribimos sobre un universo holográfico: «La Teoría General de la Relatividad describe el Universo muy bien a grandes escalas, pero falla en las escalas muy pequeñas. Por eso, es necesario combinar esta teoría con la Mecánica Cuántica». Precisamente los agujeros negros son una de las mejores oportunidades para tratar de combinar ambas.

Liso y simple o extremadamente complejo

Un agujero negro es un fenómeno predicho por la Relatividad General, que la concibe como un objeto liso, esférico, simple y carente de información. Pero la Mecánica Cuántica, sin embargo, tal como propusieron Hawking y Bekenstein, entre otros, podría ser todo lo contrario.

Hawking y Bekenstein propusieron que la superficie del horizonte de sucesos está repleta de información y que estos objetos serían como un holograma, proyectados a partir de ese «molde» en dos dimensiones. Por tanto, la comprensión de la gravedad como fenómeno cuántico estaría en esa superficie.

«Este revolucionario y de alguna forma contraintuitivo principio propone que el comportamiento de la gravedad en una determinada región del espacio puede ser descrito alternativamente en términos de un sistema diferente, que existe solo al borde de esa región y, por tanto, en una dimensión menos», han escrito en el trabajo Francesco Benini y Paolo Milan, coautores del estudio.

«Y, lo que es más importante, en esta descripción alternativa (llamada holográfica) la gravedad no aparece de forma explícita. En otras palabras, el principio holográfico nos permite usar la gravedad usando un lenguaje que no contiene a la gravedad, evitando así la fricción con la Mecánica Cuántica».

¿Para qué hacer estos cálculos y asunciones? «De esta forma, las misteriosas propiedades termodinámicas de los agujeros negros se han hecho más comprensibles». Una de ellas, es que según los principios de Hawking y Bekenstein son objetos con una grandísima entropía y una gran complejidad.

¿Podremos comprender la gravedad?

Los autores han dicho que su trabajo es solo un primer paso para «comprender con más profundidad estos cuerpos cósmicos y las propiedades que les caracterizan cuando la Mecánica Cuántica se cruza con la Relatividad General».

En su opinión, lo más interesante de estas teorías es el momento en que se encuentran las observaciones astrófísicas. Ponen como ejemplo las observaciones de la fusión de agujeros negros, hechas desde 2015 por los observatorios LIGO y Virgo, o la reciente primera imagen de la historia del horizonte de sucesos de un agujero negro.

«En un futuro cercano, podríamos poner a prueba nuestras predicciones teóricas en relación con la gravedad cuántica, como las hechas en este estudio, con observaciones», han aventurado Francesco Benini y Paolo Milan. «Y esto, desde un punto de vista científico, sería algo absolutamente excepcional».

Fuentes: ABC

Por Qué se Forman Nubes Cerca de los Agujeros Negros

Esta ilustración muestra un cuásar rodeado de una forma de rosquilla polvorienta (toro) y grupos llamados "nubes". Estas nubes comienzan siendo pequeñas pero se pueden expandir hasta llegar a tener más de 3 años luz de anchura. Credits: Ilustración de Nima Abkenar

Una vez que abandonas los majestuosos cielos de la Tierra, la palabra "nube" ya no significa una estructura blanca de aspecto esponjoso que produce lluvia. En cambio, las nubes en el universo mayor son áreas grumosas de mayor densidad que sus alrededores.
Los telescopios espaciales han observado estas nubes cósmicas en la vecindad de agujeros negros supermasivos, esos misteriosos objetos densos de los que no puede escapar la luz, con masas equivalentes a más de 100.000 soles. Hay un agujero negro supermasivo en el centro de casi todas las galaxias, y se llama un "núcleo galáctico activo" (AGN) si está absorbiendo una gran cantidad de gas y polvo de su entorno. Si bien el agujero negro en sí no se puede ver, su vecindad se ilumina extremadamente brillante a medida que la materia se desgarra cerca de su horizonte de eventos, su punto de no retorno.

Pero los agujeros negros no son realmente como las aspiradoras; no solo absorben todo lo que se acerca demasiado. Si bien parte del material alrededor de un agujero negro caerá directamente, y nunca se volverá a ver, parte del gas cercano se arrojará hacia afuera, creando una capa que se expandirá durante miles de años. Esto se debe a que el área cerca del horizonte de eventos es extremadamente enérgica; la radiación de alta energía de las partículas de rápido movimiento alrededor del agujero negro puede expulsar una cantidad significativa de gas en la inmensidad del espacio.

Los científicos creían que este flujo de gas era suave. En cambio, es grumoso, se extiende mucho más allá de 1 parsec (3,3 años luz) desde el agujero negro. Cada nube comienza siendo pequeña, pero puede expandirse hasta tener más de 1 parsec de ancho, e incluso podría cubrir la distancia entre la Tierra y la estrella más cercana más allá del Sol, Proxima Centauri.

El astrofísico Daniel Proga, de la Universidad de Nevada, en Las Vegas, compara estos grupos con grupos de automóviles que esperan en una rampa de la autopista con semáforos diseñados para regular la afluencia de tráfico nuevo. "De vez en cuando tienes un montón de coches", dijo.

¿Qué explica estos grupos en el espacio profundo? Proga y sus colegas tienen un nuevo modelo de ordenados que presenta una posible solución a este misterio, publicado en Astrophysical Journal Letters, y dirigido por el estudiante de doctorado Randall Dannen. Los científicos muestran que el calor extremadamente intenso cerca del agujero negro supermasivo puede permitir que el gas fluya hacia afuera muy rápido, pero de una manera que también puede conducir a la formación de grupos. Si el gas se acelera demasiado rápido, no se enfriará lo suficiente como para formar grumos. El modelo de ordenador tiene en cuenta estos factores y propone un mecanismo para hacer que el gas viaje lejos, pero también se agrupe.

"Cerca del borde exterior de la carcasa hay una perturbación que hace que la densidad del gas sea un poco más baja de lo que solía ser", dijo Proga. “Eso hace que este gas se caliente de manera muy eficiente. El gas frío que está más lejos está siendo arrojado hacia fuera por eso.”

Este fenómeno es algo así como la flotabilidad que hace flotar los globos aerostáticos. El aire calentado dentro del globo es más ligero que el aire más frío afuera, y esta diferencia de densidad hace que el globo se eleve.

"Este trabajo es importante porque los astrónomos siempre han necesitado colocar nubes en una ubicación y velocidad determinadas para ajustarse a las observaciones que vemos del AGN," dijo Dannen, y nuestro trabajo ofrece una posible explicación para la formación de estas nubes ".

Este modelo solo mira la capa de gas, no el disco de material que gira alrededor del agujero negro que lo alimenta. El siguiente paso de los investigadores es examinar si el flujo de gas se origina en el propio disco. También están interesados en abordar el misterio de por qué algunas nubes se mueven extremadamente rápido, del orden de 10.000 kilómetros por segundo.

Esta investigación, que aborda un tema importante en la física de los núcleos galácticos activos, fue apoyada con una subvención de la NASA. Los coautores son Dannen, Proga, el académico postdoctoral de UNLV Tim Waters y el ex académico postdoctoral de UNLV Sergei Dyda (ahora en la Universidad de Cambridge).

Fuentes: NASA en Español

Un telescopio de ESO ve la danza de una estrella alrededor de un agujero negro supermasivo, dando la razón a Einstein

Representación artística de la precesión de Schwarzschild
Observaciones realizadas con el Very Large Telescope (VLT) de ESO han revelado, por primera vez, que una estrella que orbita el agujero negro supermasivo que hay en el centro de la Vía Láctea, se mueve tal y como lo predijo la teoría general de la relatividad de Einstein. Su órbita tiene forma de rosetón (y no de elipse, como predijo la teoría de la gravedad de Newton). Este efecto, conocido como precesión Schwarzschild, no se había medido nunca antes en una estrella alrededor de un agujero negro supermasivo. Esta representación artística ilustra la precesión de la órbita de la estrella, exagerando su efecto para una visualización más fácil.

Crédito:ESO/L. Calçada

La Relatividad General de Einstein predice que las órbitas enlazadas de un objeto alrededor de otro no están cerradas, como en la Gravedad Newtoniana, sino que tienen un movimiento de precesión hacia adelante en el plano de movimiento. Este famoso efecto —visto por primera vez en la órbita del planeta Mercurio alrededor del Sol— fue la primera evidencia a favor de la Relatividad General. Cien años después, hemos detectado el mismo efecto en el movimiento de una estrella que orbita la fuente de radio compacta Sagitario A*, en el centro de la Vía Láctea. Este avance observacional fortalece la evidencia de que Sagitario A* debe ser un agujero negro supermasivo de cuatro millones de veces la masa del Sol”, afirma Reinhard Genzel, Director del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), en Garching (Alemania) y artífice del programa de 30 años de duración que ha llevado a este resultado.

Situado a 26.000 años luz del Sol, Sagitario A* y el denso cúmulo de estrellas que hay a su alrededor, proporcionan un laboratorio único para poner a prueba la física en un régimen de gravedad extremo e inexplorado. Una de estas estrellas, S2, se precipita hacia el agujero negro supermasivo desde una distancia de menos de 20.000 millones de kilómetros (120 veces la distancia entre el Sol y la Tierra), lo que la convierte en una de las estrellas más cercanas que se han encontrado en órbita alrededor del gigante masivo. En su aproximación más cercana al agujero negro, S2 atraviesa el espacio a casi el tres por ciento de la velocidad de la luz, completando una órbita una vez cada 16 años. “Tras seguir a la estrella en su órbita durante más de dos décadas y media, nuestras exquisitas mediciones detectan, de manera robusta, la precesión Schwarzschild de S2 en su camino alrededor de Sagitario A*”, declara Stefan Gillessen, quien lideró el análisis de las mediciones publicadas hoy en la revista Astronomy & Astrophysics.

La mayoría de las estrellas y planetas tienen una órbita no circular y, por lo tanto, se acercan y se alejan del objeto alrededor del cual giran. La órbita de S2 tiene un movimiento de precesión, lo que significa que la ubicación de su punto más cercano al agujero negro supermasivo cambia con cada giro, de modo que la siguiente órbita gira con respecto a la anterior, creando una forma de rosetón. La Relatividad General proporciona una predicción precisa de cuánto cambia su órbita y las últimas mediciones de esta investigación coinciden exactamente con la teoría. Este efecto, conocido como precesión Schwarzschild, no se había medido nunca antes en una estrella alrededor de un agujero negro supermasivo.

El estudio realizado con el VLT de ESO también ayuda a los científicos a saber más sobre los alrededores del agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia. En palabras de Guy Perrin y Karine Perraut, científicos franceses del proyecto, “Debido a que las mediciones de S2 se ajustan tan bien a la Relatividad General, podemos establecer límites estrictos sobre la cantidad de material invisible (como materia oscura distribuida o posibles agujeros negros más pequeños) que hay alrededor de Sagitario A*. Esto resulta muy interesante para entender la formación y evolución de los agujeros negros supermasivos”.

Este resultado es la culminación de 27 años de observaciones de la estrella S2 utilizando, durante la mayor parte de este tiempo, una flota de instrumentos instalados en el VLT de ESO, ubicado en el desierto de Atacama, en Chile. El número de puntos de datos que marcan la posición y la velocidad de la estrella atestigua la minuciosidad y precisión de esta nueva investigación: el equipo realizó más de 330 mediciones en total utilizando los instrumentos GRAVITY, SINFONI y NACO. Dado que S2 tarda años en orbitar el agujero negro supermasivo, fue crucial seguir a la estrella durante casi tres décadas con el fin de desentrañar las complejidades de su movimiento orbital.

La investigación fue realizada por un equipo internacional liderado por Frank Eisenhauer, del MPE, con colaboradores de Francia, Portugal, Alemania y ESO. El equipo conforma la colaboración GRAVITY, que lleva el nombre del instrumento que desarrollaron para el Interferómetro VLT, que combina la luz de los cuatro telescopios VLT de 8 metros formando un súpertelescopio (con una resolución equivalente a la de un telescopio de 130 metros de diámetro). El mismo equipo dio a conocer, en 2018, otro efecto predicho por la Relatividad General: vieron la luz recibida de S2 estirándose a longitudes de onda más largas a medida que la estrella pasaba cerca de Sagitario A*. “Nuestro resultado anterior ha demostrado que la luz emitida por la estrella experimenta la Relatividad General. Ahora hemos demostrado que la propia estrella sufre los efectos de la Relatividad General”, afirma Paulo García, investigador del Centro de Astrofísica y Gravitación de Portugal y uno de los científicos principales del proyecto GRAVITY.

Con el próximo telescopio de ESO, el Extremely Large Telescope, el equipo cree que serían capaces de ver muchas estrellas más débiles orbitando aún más cerca del agujero negro supermasivo. “Si tenemos suerte, podríamos captar estrellas lo suficientemente cerca como para que realmente sientan la rotación, el giro, del agujero negro”, declara Andreas Eckart, de la Universidad de Colonia, otro de los científicos principales del proyecto. Esto significaría que los astrónomos serían capaces de medir las dos cantidades, el giro y la masa, que caracterizan a Sagitario A* y definen el espacio y el tiempo a su alrededor. “Eso sería de nuevo un nivel completamente diferente de probar la relatividad”, concluye Eckart.

Órbitas de las estrellas alrededor del agujero negro del centro de la Vía Láctea

Esta simulación muestra las órbitas de las estrellas muy cerca del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Una de estas estrellas, llamada S2, orbita cada 16 años y, en mayo de 2018, pasaba muy cerca del agujero negro. Es un laboratorio perfecto para probar la física de la gravedad y, específicamente, la teoría de la relatividad general de Einstein.

Crédito:ESO/L. Calçada/spaceengine.org

Visión de amplio campo del Centro de la Vía Láctea

La vista del amplio campo de luz visible muestra ricas nubes de estrellas en la constelación de Sagitario (el Arquero) en la dirección del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. La imagen completa está llena de un vasto número de estrellas, pero muchas más permanecen escondidas tras las nubes de polvo y sólo son reveladas en imágenes infrarrojas como la panorámica de VISTA. Esta visión fue creada a partir de fotografías en luz roja y azul, y forman parte del Digitized Sky Survey 2. El campo de visión es de aproximadamente 3,5 grados por 3,6 grados.

Crédito: ESO and Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin and S. Guisard (www.eso.org/~sguisard)

Sagitario A* en la constelación de Sagitario

Este mapa muestra la ubicación del campo de visión dentro del cual reside Sagitario A* — el hogar del agujero negro está marcado con un círculo rojo dentro de la constelación de Sagitario (el Arquero). Este mapa muestra la mayoría de las estrellas visibles a simple vista bajo buenas condiciones.

Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope

Fuentes: ESO

OSIRIS-REx Observa un Agujero Negro Recién Descubierto

Imagen del nuevo agujero negro observado por OSIRIS-Rex. Credits: NASA/Goddard/University of Arizona/MIT/Harvard

Estudiantes universitarios e investigadores que trabajan en una misión de la NASA que orbita un asteroide cercano a la Tierra han hecho una detección inesperada de un fenómeno a 30.000 años luz de distancia. El otoño pasado, el espectrómetro de imágenes de rayos X Regolith (REXIS), construido por estudiantes a bordo de la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA detectó un nuevo agujero negro en la constelación Columba, La Paloma, mientras hacía observaciones desde la extremidad del asteroide Bennu.

REXIS, un instrumento de estudiantes del tamaño de una caja de zapatos, fue diseñado para medir los rayos X que Bennu emite en respuesta a la radiación solar entrante. Los rayos X son una forma de radiación electromagnética, como la luz visible, pero con mucha más energía. REXIS es un experimento colaborativo dirigido por estudiantes e investigadores del MIT y Harvard, quienes propusieron, construyeron y operaron el instrumento.

El 11 de Noviembre de 2019, mientras el instrumento REXIS realizaba observaciones científicas detalladas de Bennu, capturó rayos X que irradiaban desde un punto fuera del borde del asteroide. "Nuestras verificaciones iniciales no mostraron ningún objeto previamente catalogado en esa posición en el espacio", dijo Branden Allen, científico investigador de Harvard y supervisor de los estudiantes que descubrió por primera vez la fuente en los datos de REXIS.

El objeto resplandeciente resultó ser un binario de rayos X con un agujero negro recién formado, descubierto apenas una semana antes por el telescopio MAXI de Japón, designado MAXI J0637-430. El telescopio NICER de la NASA también identificó la explosión de rayos X unos días después. Tanto MAXI como NICER operan a bordo de la Estación Espacial Internacional de la NASA y detectaron el evento de rayos X desde la órbita terrestre baja. REXIS, por otro lado, detectó la misma actividad a millones de millas de la Tierra mientras orbitaba a Bennu, la primera explosión de este tipo detectada desde el espacio interplanetario.

“Detectar esta explosión de rayos X es un momento de orgullo para el equipo de REXIS. Significa que nuestro instrumento está funcionando como se esperaba y al nivel requerido de los instrumentos científicos de la NASA ", dijo Madeline Lambert, una estudiante graduada del MIT que diseñó las secuencias de comando del instrumento que revelaron por casualidad el agujero negro.

Las explosiones de rayos X, como la emitida por el agujero negro recién descubierto, solo se pueden observar desde el espacio, ya que la atmósfera protectora de la Tierra protege a nuestro planeta de los rayos X. Estas emisiones de rayos X se producen cuando un agujero negro atrae la materia de una estrella normal que lo está orbitando. A medida que la materia gira en espiral sobre un disco giratorio que rodea el agujero negro, se libera una enorme cantidad de energía (principalmente en forma de rayos X) en el proceso.

El propósito principal del instrumento REXIS es preparar a la próxima generación de científicos, ingenieros y gerentes de proyecto en el desarrollo y operaciones de hardware de vuelos espaciales. Casi 100 estudiantes de pregrado y posgrado han trabajado en el equipo REXIS desde el inicio de la misión.

 

Fuentes: Nasa en Español

La Agencia Espacial Europea capta la mayor explosión de un agujero negro

explosion galaxia EFE/ ESA Y NASA

• La explosión ha libreado una cantidad de energía cinco veces mayor que la anterior registrada
• El cráter que ha provocado la explosión podría almacenar quince galaxias como la Vía Láctea

Los telescopios de la Agencia Espacial Europea (ESA) y de la Nasa han captado la explosión más potente hasta ahora de un agujero negro vista en el Universo que se produjo en el cúmulo de las galaxias Oficuo, que se encuentra a unos 390 millones de años luz de distancia, formadas por un conglomerado de miles de galaxias, gas caliente y materia oscura unidos por la gravedad.

La erupción se ha producido por "potentes chorros liberados por el agujero negro supermasivo" que se encuentra en el centro y que se alimenta del gas que le rodea, lo que hace estallar ocasionalmente grandes cantidades de materia y energía, según ha señalado la ESA en un comunicado.

Una cantidad de energía cinco veces mayor

El estallido del agujero negro ha liberado una cantidad de energía unas cinco veces mayor que la del último acontecimiento de este tipo que se haya conocido hasta la fecha, observado en el cúmulo de galaxias MS0735.6+7421.

La autora principal de este estudio, Simona Giarcintucci, del Laboratorio de Investigación Naval (EEUU), ha explicado que "esta explosión es similar a la forma en que la erupción del Monte Santa Helena (EEUU) en 1980 arrancó la cima de la montaña" y destruyó 500 kilómetros cuadrados de bosques.

Según Giarcintucci, la diferencia entre ambas es que "podrías meter quince galaxias como la Vía Láctea" en el cráter que el estallido del agujero negro provocó en el gas caliente del cúmulo de Ofiuco, a lo que ha añadido que la erupción debe haber terminado ya que los investigadores han dejado de percibir evidencias de los chorros de energía en los datos de radio.

Los telescopios se encuentran cerca de Madrid

Las imágenes del estallido fueron captadas por el telescopio XMM-Newton de la ESA y el Chandra de la Nasa junto a dos radiotelescopios en la Tierra. Los científicos que usan XMM-Newton cuentan con un amplio y bien establecido equipo de ayuda a usuarios, situado en el Centro de Operaciones Científicas (SOC) de XMM-Newton, en ESAC, localizado en Villanueva de la Cañada, cerca de Madrid.

Fuentes: RTVE.es

La vida turbulenta de dos agujeros negros supermasivos en ruta de colisión

Concepción artística de NGC 6240. Crédito: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello.

Un equipo internacional de astrónomos usó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para producir la imagen más detallada hasta ahora del gas que rodea dos agujeros negros supermasivos en una galaxia en colisión.

A 400 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de Ofiuco, dos galaxias en plena colisión están formando una nueva galaxia, conocida como NGC 6240. Este astro, que presenta una peculiar estructura, ya se ha observado numerosas veces, puesto que se encuentra relativamente cerca de nosotros. NGC 6240 es una galaxia compleja y caótica. La colisión entre las dos galaxias originales, aún en curso, está acercando dos agujeros negros supermasivos en crecimiento, que probablemente se fusionarán para formar un agujero negro aún más grande.

Para entender qué sucede al interior de NGC 6240, los astrónomos buscan observar en detalle el polvo y el gas que rodean los agujeros negros, pero hasta ahora no habían obtenido imágenes lo suficientemente nítidas para poder hacerlo. Las nuevas observaciones de ALMA permitieron aumentar en diez veces la resolución de las imágenes y, por primera vez, revelaron la estructura del gas frío presente en la galaxia, incluso dentro del radio de influencia de los agujeros negros.

“La clave para entender este sistema de galaxias es el gas molecular”, explica Ezequiel Treister, de la Pontificia Universidad Católica, en Santiago (Chile). “Este gas es el combustible que se requiere para formar estrellas, pero también alimenta los agujeros negros supermasivos y les permite crecer”.

La mayor parte del gas se encuentra entre los dos agujeros negros. A partir de observaciones menos detalladas realizadas anteriormente se había deducido que dicho gas podía ser un disco giratorio. “No hay indicios que lo confirmen”, señala Treister. “En cambio, lo que vemos es un caótico flujo de gas con filamentos y burbujas entre los agujeros negros. Parte de ese gas es expulsado hacia fuera a velocidades de hasta 500 kilómetros por segundo. Todavía no sabemos qué genera esos chorros”.

Imagen de NGC 6240. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), E. Treister; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello; NASA/ESA Hubble.

Otra razón para observar el gas con ese nivel de detalle es que ayuda a calcular la masa de los agujeros negros. “Los modelos anteriores, basados en las estrellas vecinas, habían arrojado que los agujeros negros eran mucho más masivos de lo que se esperaba: cerca de 1.000 millones de veces la masa de nuestro Sol”, señala Anne Medling, de la Universidad de Toledo, en Ohio (EE. UU.). “Pero estas nuevas imágenes de ALMA nos mostraron por primera vez cuánto gas hay dentro del radio de influencia de los agujeros negros. Como su masa es considerable, ahora estimamos que las masas de los agujeros negros son menores: unos cientos de millones de veces la masa de nuestro Sol. Sobre la base de este resultado, creemos que la mayoría de los cálculos de masas de agujeros negros hechos anteriormente en sistemas similares podrían presentar márgenes de error de entre un 5 % y un 90 %·.

Por otro lado, el gas resultó estar más cerca de los agujeros negros de lo que habían previsto los astrónomos. “Se encuentra en un entorno muy extremo”, afirma Medling. “Creemos que terminará cayendo dentro del agujero negro o que será expulsado a gran velocidad”.

Los astrónomos no encontraron indicios de un tercer agujero negro, que otro equipo afirmó haber descubierto recientemente. “No vemos el gas molecular asociado a este supuesto tercer núcleo”, señala Treister. “Podría ser un cúmulo de estrellas en vez de un agujero negro, pero tenemos que estudiarlo mucho mejor para emitir una declaración fehaciente”.

La gran sensibilidad y la alta capacidad de resolución de ALMA son fundamentales para estudiar los agujeros negros supermasivos y el papel que desempeña el gas en las galaxias en interacción. “Esta galaxia es tan compleja que jamás podríamos saber qué sucede en su interior sin estas detalladas imágenes de radio”, comenta Loreto Barcos-Muñoz, del Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos, en Charlottesville, Virginia. “Ahora tenemos una idea más clara de la estructura tridimensional de la galaxia, y eso nos ayuda a entender mejor cómo las galaxias evolucionan durante las últimas etapas de una fusión. Dentro de algunos millones de años, esta galaxia tendrá un aspecto totalmente diferente”.

Fuente: https://www.almaobservatory.org/