Mostrando entradas con la etiqueta Agujeros Negros. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta Agujeros Negros. Mostrar todas las entradas

12 de abril de 2017

Un equipo de astrónomos cree haber fotografiado un agujero negro por primera vez

Impresión artística cedida por el Observatorio Nacional Radioastronómico (NRAO), que muestra el corazón de la galaxia NGC 1068. (EFE / NRAO
  • Las imágenes corresponderían a la parte llamada "horizonte de sucesos", una frontera donde espacio y tiempo terminan tal y como los conocemos. 
  • La información obtenida todavía debe ser procesada.
Un equipo internacional de astrónomos cree haber logrado, por primera vez en la historia, imágenes de un agujero negro, según informó este martes en su versión digital la revista National Geographic. 

Las imágenes corresponderían, concretamente, al "horizonte de sucesos", una de las partes que componen un agujero negro, según explicó a National Geographic Vincent Fish, científico del Observatorio Haystack de Massachusetts (EE UU) y uno de los astrónomos involucrados en la investigación. 

El horizonte de sucesos es una frontera donde espacio y tiempo terminan tal y como los conocemos. 

No obstante, Fish advirtió de que la información obtenida todavía debe procesarse y que el equipo tendrá que esperar algunos meses para comprobar si las imágenes realmente corresponden al agujero negro. 

Los astrónomos tenían como objetivo fotografiar dos agujeros negros, el Sagittarius A, en el corazón de la Vía Láctea, y uno de mayor tamaño en la galaxia elíptica M87. 

Las imágenes se han obtenido a través de la colaboración de una red mundial de observatorios con radiotelescopios llamada "Telescopio Horizonte de Sucesos" entre los que se encuentran el español IRAM Pico Veleta, el mexicano LMT o varios ubicados en el desierto de Atacama (Chile).

Fuentes: 20 Minutos

29 de marzo de 2017

NuSTAR Observa una Desconcertante Fusión de Dos Galaxias

Imagen del sistema Was 49. Image Credit: DCT/NRL

Un agujero negro supermasivo en el interior de una pequeña galaxia desafía las teorías de los científicos sobre lo que ocurre cuando dos galaxias se convierten en una sola.

Was 49 es el nombre de un sistema que consiste en una galaxia de disco grande, conocida como Was 49a, fusionándose con una galaxia enana llamada Was 49b. La galaxia enana gira dentro del disco de la galaxia más grande, aproximadamente a 26.000 años luz de su centro. Gracias a la misión NuSTAR de la NASA, los científicos han descubierto que la galaxia enana es tan luminosa en rayos X de alta energía, que debe albergar un agujero negro supermasivo mucho más grande y poderoso de lo que se esperaba.

"Se trata de un sistema completamente único y va en contra de lo que sabemos de las fusiones de galaxias", dijo Nathan Secrest, autor principal del estudio y estudiante posdoctoral en el Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos en Washington.

Los datos de NuSTAR y Sloan Digital Sky Survey, sugieren que la masa del agujero negro de la galaxia enana es enorme, comparada con otras galaxias de tamaño similar.

"No pensábamos que las galaxias enanas albergaban agujeros negros de este tamaño", dijo Secrest. "Este agujero negro podría ser cientos de veces más masivo de lo que se espera en una galaxia de ese tamaño, dependiendo de cómo se desarrolló la galaxia en relación con otras galaxias."

El agujero negro de la galaxia enana es el motor de un núcleo galáctico activo (AGN), un fenómeno cósmico en el que la radiación de alta energía emerge como un agujero negro que devora el gas y el polvo. Este particular AGN parece estar cubierto por una estructura en forma de rosca de gas y polvo. Las misiones Chandra y Swift de la NASA se utilizaron para analizar estas emisiones de rayos X.

Normalmente, cuando dos galaxias empiezan a fusionarse, el agujero negro central de la galaxia más grande se convierte en gas activo y voraz, y arroja rayos X de alta energía a medida que la materia se convierte en energía. Esto se debe a que, a medida que las galaxias se acercan, sus interacciones gravitacionales crean un par que canaliza el gas en el agujero negro central de la galaxia más grande. Pero en este caso, la galaxia más pequeña alberga un AGN más luminoso con un agujero negro supermasivo más activo, y el agujero negro central de la galaxia más grande es relativamente tranquilo.

"Este estudio es importante porque puede dar una nueva perspectiva de cómo los agujeros negros supermasivos se forman y crecen en tales sistemas", dijo Secrest. "Al examinar sistemas de este tipo, podemos encontrar pistas sobre cómo se formó el agujero negro supermasivo de nuestra propia galaxia".
Fuentes: NASA EN ESPAÑOL

Descubren que las estrellas también nacen dentro de los agujeros negros supermasivos

Representación de un agujero negro. NASA
  • Hasta ahora no se había observado este fenómeno astrofísico
  • Se forman dentro de los colosales chorros galácticos (outflows, en inglés)
  • El descubrimiento es obra de un equipo de la Universidad de Cambridge
Un equipo europeo de científicos ha comprobado que los agujeros negros supermasivos son capaces de formar estrellas en su tumultuoso interior, un fenómeno astrofísico del que había evidencias pero que hasta ahora no se había observado. El descubrimiento, publicado en Nature, aporta información importante sobre cómo se forman y evolucionan las galaxias (también la nuestra) y ayudará a comprender mejor sus propiedades.

El equipo de astrónomos de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), dirigido por Roberto Maiolino, ha realizado este descubrimiento mientras estudiaba una colisión que está teniendo lugar entre dos galaxias situadas a 600 millones de años luz de la Tierra.

Con la ayuda del Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), el equipo observó los colosales chorros de material (outflows, en inglés) que se originan cerca del agujero negro supermasivo situado en el centro de la galaxia que está más al sur, y hallaron la primera evidencia clara de que hay estrellas naciendo dentro de este ambiente extremo.

Los chorros galácticos o outflows surgen de la enorme emisión de energía proveniente de los activos y turbulentos núcleos galácticos. Y es que aunque nuestra galaxia es una espiral tranquila, el resto del universo contiene galaxias activas, capaces de emitir (y de forma violenta) enormes cantidades de energía. Algunas de estas galaxias -como las estudiadas- esconden agujeros negros supermasivos que cuando engullen materia, también calientan el gas circundante y lo expulsan fuera de su anfitriona en forma de densos y potentes vientos.

"Durante un tiempo los astrónomos han pensado que las condiciones que se dan en el interior de estos chorros podrían ser adecuadas para la formación de estrellas, pero nadie había podido ver este fenómeno en acción porque es algo muy difícil de observar", explica Roberto Maiolino. Por eso, "nuestros resultados son emocionantes porque muestran, inequívocamente, que se crean estrellas dentro de estos chorros".

Estrellas dentro del chorro
Además, dado que estos chorros galácticos eran mucho más potentes y frecuentes en las primeras fases del universo, los científicos destacan la utilidad del hallazgo para entender mejor esta época. Tras el descubrimiento, el equipo de astrónomos ha estudiado las estrellas directamente en el chorro, para analizar las propiedades de la luz que emiten y determinar así su origen.

De esta manera, han calculado que las estrellas tienen menos de unas pocas decenas de millones de años y, según los primeros análisis, son más calientes y brillantes que las estrellas formadas en entornos menos extremos. También han determinado el movimiento y la velocidad de estas estrellas que, según indica su luz, viajan a enormes velocidades alejándose del centro de la galaxia.

"Las estrellas que se forman en el viento que está cerca del centro de la galaxia podrían desacelerar e incluso volver hacia el interior, pero las estrellas que se forman en la zona más externa del flujo experimentan menos desaceleración y pueden incluso volar en grupo fuera de la galaxia", destaca la investigadora del Instituto de Astronomía de Cambridge y coautora, Helen Russell.

Formación y evolución de las galaxias
El descubrimiento proporciona una nueva y emocionante información que podría mejorar nuestra comprensión de algunos enigmas de la astrofísica como el origen de la forma de ciertas galaxias o cómo se enriquece el espacio intergaláctico con elementos pesados. El estudio, por tanto, arroja "una información importante sobre la manera en que se forman y evolucionan las galaxias", subraya el astrofísico del Centro de Astrobiología (CAB) y coautor del estudio, Luis Colina.

Fuentes: RTVE

11 de marzo de 2017

Esto es lo último que se tragó el gran agujero negro de nuestra galaxia

El telescopio espacial Hubble sondeó la luz de los cuásares para obtener información sobre la velocidad y dirección del gas- NASA, ESA, Z. Levy (STScI);

En el centro de nuestra galaxia descansa un gigantesco agujero negro llamado Sagitario A* que lleva mucho tiempo a régimen. El telescopio espacial Hubble de la NASA ha descubierto que ese descomunal pozo cósmico se tomó su última gran cena hace unos 6 millones de años, cuando se tragó una gran nube de gas intelestelar. Después del banquete, el hinchado agujero negro no debió de hacer una buena digestión porque «eructó» una colosal burbuja de gas que pesa el equivalente de millones de soles. Ahora ondula por encima y por debajo del centro de nuestra galaxia.

Esas inmensas estructuras, conocidas como burbujas de Fermi, fueron descubiertas por primera vez en 2010 por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi, de la NASA. Sin embargo, recientes observaciones del Hubble de la burbuja más al norte han ayudado a los astrónomos a determinar una edad más precisa de las mismas y de cómo se formaron. Lo explican en la revista «The Astrophysical Journal».

«Por primera vez, hemos rastreado el movimiento del gas frío a través de una de las burbujas, lo que nos permitió cartografiar la velocidad del gas y calcular cuándo se formaron las burbujas», explica Rongmon Bordoloi, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge (EE.UU.). «Lo que encontramos es un evento muy fuerte y energético, que ocurrió hace entre 6 millones y 9 millones de años. Puede haber sido una nube de gas cayendo en el agujero negro, que disparó chorros de materia, formando los lóbulos gemelos de gas caliente vistos en las observaciones de rayos X y de rayos gamma. Desde entonces, el agujero negro solo ha comido 'tentempiés'».

23.000 años luz

Un agujero negro es una región densa, compacta del espacio con un campo gravitatorio tan intenso que ni la materia ni la luz pueden escapar. El agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia ha comprimido la masa de 4,5 millones de estrellas similares al Sol en una región muy pequeña del espacio.

El material que se acerca demasiado a un agujero negro está atrapado en su poderosa gravedad y se arremolina hasta que finalmente cae en él. Parte de la materia, sin embargo, se pone tan caliente que escapa a través del eje de rotación del agujero negro, creando un flujo de salida que se extiende por encima y por debajo del plano de la galaxia.

Las conclusiones del equipo se basan en las observaciones del Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos (COS) del Hubble, que analiza la luz ultravioleta de 47 cuásares, núcleos brillantes de galaxias activas distantes. El instrumento comprobó que la temperatura dentro de la burbuja más al norte, que se extiende 23.000 años luz por encima de la Vía Láctea, es de aproximadamente 9.800ºC. Puede parecer muy elevada, pero en realidad es bastante fría, ya que esas burbujas suelen contener gas supercaliente cercano a los 10 millones de grados centígrados. Además, el gas más frío viaja a 3 millones de km por hora, formando una masa de alrededor de 2 millones de soles. Dentro de la nube de gas, también identificaron silicio y carbono, restos fósiles de la evolución estelar.

Fuentes: ABC

22 de enero de 2017

El agujero negro de la Vía Láctea “escupe” esferas de gas del tamaño de un planeta



Cada pocos miles de años, una desafortunada estrella se acerca demasiado al agujero negro de nuestra galaxia. La poderosa fuerza de gravedad del agujero negro despedaza a la estrella, enviando corrientes de gas hacia el exterior. Esto parecería ser el final de la historia, pero una nueva investigación ha demostrado que el gas se agrupa en enormes esferas de gas del tamaño de un planeta, y dichas esferas son “escupidas” por el agujero negro por toda la galaxia.

Una sola estrella despedazada puede producir cientos de estas esferas gigantescas. Los científicos calcularon que el más cercano de estos objetos podría estar a algunos cientos de años luz de distancia de la Tierra, y que podrían tener una masa de varias veces la masa de Júpiter. Los objetos tendrían que emitir algún tipo de brillo debido a su temperatura, aunque serían demasiado tenues como para ser detectados por nuestros telescopios convencionales. Es probable que futuros telescopios, como el Telescopio Espacial James Webb, sean capaces de detectar estos extraños objetos.

La mayoría de estas esferas de gas (hasta el 95%) abandonan rápidamente nuestra galaxia debido a su velocidad, de alrededor de 10.000 kilómetros por segundo. Se piensa que estos mismos objetos son producidos en otras galaxias que poseen agujeros negros en su núcleo.

Aunque estos objetos son tan grandes como un planeta, su proceso de formación es mucho más rápido. Al agujero negro le toma solamente un día para despedazar una estrella, y alrededor de un año para que los fragmentos se agrupen y formen una esfera. Esto contrasta con los millones de años que le toma a un planeta como Júpiter para formarse.

Una vez que son escupidos por el agujero negro, estos objetos tardarían alrededor de un millón de años para llegar al vecindario de nuestro Sistema Solar. El reto para los científicos sería poder diferenciar a estos objetos de planetas errantes que flotan por el espacio interestelar. Se piensa que solamente 1 de cada mil planetas errantes es de hecho una de estas esferas de gas.

Fuente: https://www.cfa.harvard.edu/news/2017-01

15 de enero de 2017

El Hubble Observa un Agujero Negro Desconcertante

Image Credit: ESA/NASA/Hubble
La hermosa galaxia espiral visible en el centro de la imagen es conocida como RX J1140.1 + 0307, una galaxia en la constelación de Virgo fotografiada por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA, y que presenta un interesante rompecabezas. A primera vista, esta galaxia parece ser una galaxia espiral normal, al igual que la Vía Láctea, pero las primeras apariencias engañan!

La Vía Láctea, como la mayoría de las grandes galaxias, tiene un agujero negro supermasivo en su centro, pero algunas galaxias poseen agujeros negros de masa intermedia más ligeros. RX J1140.1 + 0307 es una galaxia de ese tipo, de hecho, su agujero negro central posee una de las masas más bajas de los agujeros negros conocidos en cualquier núcleo galáctico luminoso. Lo que desconcierta a los científicos acerca de esta galaxia en particular es que los cálculos no suman. Con una masa tan relativamente baja para un agujero negro central, los modelos para la emisión no pueden explicar el espectro observado. Tiene que haber otros mecanismos en juego en las interacciones entre las partes interior y exterior del disco de acreción que rodea el agujero negro.

29 de julio de 2016

Los agujeros negros podrían tener una salida

Ilustración cedida por la NASA de un agujero negro supermasivo. EFE/NASA

Los agujeros negros podrían tener una salida, según un estudio llevado a cabo por investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del CSIC y la Universitat de València, que concluye que la materia podría sobrevivir a su incursión en un agujero negro.

En un comunicado, desde la universidad explican que uno de los grandes problemas cuando se estudia un agujero negro es que las leyes de la física dejan de tener sentido en sus regiones más profundas, donde se concentran grandes cantidades de masa y energía, un lugar que recibe el nombre de “singularidad”.

Hasta ahora, la ciencia afirmaba que en este lugar, el espacio-tiempo se curva hasta el infinito, destruyendo toda la materia, pero el estudio publicado en la revista “Classical and Quantum Gravity” concluye que podría no ser así.

Los físicos que han llevado a cabo la investigación proponen analizar la singularidad de estos objetos como si se tratase de una imperfección en la estructura geométrica del espacio-tiempo, lo cual, explican, resuelve el problema del infinito en el centro del agujero negro.

“Los agujeros negros son un laboratorio teórico para probar nuevas ideas sobre la gravedad”, sostiene el investigador Ramón y Cajal de la Universitat de València en el IFIC Gonzalo Olmo, quien, junto a Diego Rubiera, de la Universidad de Lisboa, y Antonio Sánchez, doctorando en la UV, ha estudiado los agujeros negros.

Para ello, ha utilizado teorías que van más allá de la Relatividad General de Einstein, con un enfoque que aplica estructuras geométricas similares a las de un cristal o una lámina de grafeno, distintas a las usadas tradicionalmente.

Según Olmo, este tipo de geometrías se adapta mejor a lo que sucede en un agujero negro, donde “igual que los cristales tienen defectos e imperfecciones en su estructura microscópica, la zona central de un agujero negro se puede interpretar como una anomalía del espacio-tiempo”.
Al unir la gravedad con este tipo de figuras geométricas, los investigadores obtienen una descripción de los agujeros negros donde el punto central se convierte en una superficie esférica de área mínima, que interpretan como la existencia de un agujero de gusano dentro del propio agujero negro.

“Nuestra teoría resuelve de forma natural varios problemas en la interpretación de agujeros negros con carga eléctrica”, explica Olmo, que concreta que se resuelve el problema de la singularidad, puesto que existe una “puerta” en el centro del agujero negro, el agujero de gusano, “por la que espacio y tiempo pueden continuar”.

Así, un hipotético viajero que entrase en un agujero negro de este tipo sufriría un fortísimo estiramiento al acercarse al centro “que le daría un aspecto similar a un espagueti”, según los investigadores, y le permitiría entrar en el agujero de gusano, mientras que a la salida sería compactado de nuevo.

“Es improbable que el protagonista de ‘Interstellar’ pudiera sobrevivir a un viaje así”, explican desde la universidad, si bien, según el modelo propuesto por los investigadores del IFIC, la materia no terminaría perdida dentro de la singularidad del agujero negro, sino que sería expulsada a otra región del universo por el agujero de gusano de su centro.
Por otra parte, mientras que en la teoría de la gravedad de Einstein estas “puertas” solo aparecen en presencia de materia con propiedades inusuales, según el estudio se crean a partir de materia y energía ordinarias, como puede ser un campo eléctrico.

El interés en los agujeros de gusano para la física teórica va más allá de generar “túneles” en el espacio-tiempo para conectar dos lugares del Universo, puesto que también ayudarían a explicar el entrelazamiento cuántico o la naturaleza de las partículas elementales. 


Fuentes: EFEfuturo

26 de junio de 2016

Primeras observaciones del centro galáctico con el instrumento GRAVITY

Imagen del centro de la Vía Láctea. La cruz señala el lugar donde se ubica el agujero negro conocido como Sgr A. Crédito: ESO/MPE/S. Gillessen

Un equipo europeo de astrónomos ha utilizado el nuevo instrumento GRAVITY, instalado en el Very Large Telescope de ESO, para obtener interesantes observaciones del centro de la Vía Láctea, al combinar la luz de las cuatro Unidades de Telescopio de 8,2 metros por primera vez. Estos resultados proporcionan una idea de la innovadora ciencia que GRAVITY será capaz de producir al momento de sondear los campos gravitacionales de gran intensidad cercanos al agujero negro central supermasivo y poner a prueba la validez de la teoría general de la relatividad de Einstein.

El instrumento GRAVITY se encuentra operando ahora con las cuatro Unidades de Telescopio de 8,2 metros del Very Large Telescope (VLT) de ESO, e incluso durante los primeros resultados obtenidos en la etapa de pruebas, ya es claro que pronto comenzará a producir ciencia de primera clase.

GRAVITY forma parte del Interferómetro del VLT. Al combinar la luz de los cuatro telescopios, este puede alcanzar la misma resolución espacial y la misma precisión en la medición de las posiciones que un telescopio de hasta 130 metros de diámetro. Las ganancias correspondientes en lo que respecta al poder de resolución y a la precisión posicional (un factor de 15 por sobre las Unidades de Telescopio de 8,2 metros del VLT funcionando de forma individual) permitirá a GRAVITY realizar mediciones extremadamente exactas de objetos astronómicos.

Uno de los objetivos principales de GRAVITY es realizar observaciones detalladas del entorno que rodea al agujero negro de 4 millones de masas solares ubicado en el centro de la Vía Láctea. A pesar de que tanto la posición como la masa del agujero negro se conocen desde el año 2002, al realizar mediciones exactas de los movimientos de las estrellas que lo orbitan, GRAVITY permitirá a los astrónomos estudiar el campo gravitacional que rodea al agujero negro con un detalle sin precedentes, proporcionando una posibilidad única de poner a prueba la teoría de la Relatividad General de Einstein.

En este ámbito, las primeras observaciones con GRAVITY ya han sido extremadamente fascinantes. El equipo de GRAVITY ha utilizado el instrumento para observar una estrella conocida como S2 en su órbita de sólo 16 años alrededor del agujero negro en el centro de nuestra galaxia. Estas pruebas han demostrado de forma impresionante la sensibilidad que posee GRAVITY, al ser capaz de detectar esta débil estrella en tan sólo unos minutos de observación.

El equipo pronto podrá obtener posiciones ultra-precisas de la estrella en órbita, lo que equivale a medir la posición de un objeto en la Luna con una exactitud de centímetros. Esto les permitirá determinar si el movimiento alrededor del agujero negro se ajusta o no a las predicciones de la teoría de la relatividad general de Einstein. Las nuevas observaciones muestran que el Centro Galáctico es un laboratorio tan ideal como se pudiese esperar.

“Fue un momento fantástico para todo el equipo cuando captamos la superposición de la luz emitida por la estrella por primera vez, después de ocho años de trabajo arduo”, comenta el científico a cargo del instrumento GRAVITY Frank Eisenhauer del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, Alemania. “En primer lugar estabilizamos de forma activa la interferencia en una estrella brillante cercana, y luego sólo unos pocos minutos más tarde pudimos ver la interferencia proveniente de la débil estrella (seguido de numerosos choques de manos)”. A primera vista, ni la estrella de referencia, ni la estrella en órbita tienen compañeros masivos que pudiesen complicar las observaciones y el análisis. “Son sondas ideales”, explica Eisenhauer.

Esta temprana indicación de éxito llega justo a tiempo. En el año 2018, la estrella S2 estará en su punto más cercano al agujero negro, a sólo 17 horas-luz de distancia y viajando a casi 30 millones de kilómetros por hora, o a 2,5% de la velocidad de la luz. A esta distancia los efectos generados por la relatividad general serán más evidentes y las observaciones de GRAVITY entregarán sus resultados más importantes. Esta oportunidad no se volverá a repetir en otros 16 años.

Fuente: http://www.eso.org/public/

30 de mayo de 2016

¿Todas las galaxias, en el centro de una esfera de agujeros negros?

A la izquierda, región de cielo en infrarrojos. A la derecha, la misma zona, con las estrellas y otras fuentes de infrarrojos oscurecidas, sigue brillando intensamente - NASA/JPL-Caltech/A. Kashlinsky (Goddard)

Una nueva investigación sugiere que lo que llamamos materia oscura podrían ser, en realidad, agujeros negros primordiales

Todas las galaxias, incluída la nuestra, podrían estar completamente rodeadas por una enorme esfera de agujeros negros. Esa es la extraordinaria conclusión de un equipo de investigadores del Centro Espacial Goddard, de la NASA, que ha sugerido la posibilidad de que la misteriosa y hasta ahora esquiva materia oscura esté hecha, en realidad, de "agujeros negros primordiales", esto es, formados durante el primer segundo tras el Big Bang.

Para Alexander Kashlinsky, director de la investigación, la idea es consistente con lo que observamos en el fondo cósmico, tanto en la longitud de onda del infrarrojo como en la de los rayos X, y puede explicar también las masas inesperadamente elevadas de los dos agujeros negros en proceso de fusión observadas el año pasado, durante la primera detección de ondas gravitacionales. El estudio se acaba de publicar en The Astrophysical Journal Letters.

"Este estudio -explica el investigador- constituye un gran esfuerzo para unir toda una serie de ideas y observaciones y ver lo bien que encajan. Y resulta que encajan sorprendentemente bien. Si esto es correcto, entonces todas las galaxias, incluyendo la nuestra, serían parte de una gran esfera de agujeros negros, cada uno de ellos de aproximadamente 30 masas solares".

Ya en 2005, Kashlinsky dirigió a un equipo de astrónomos, que usaron eltelescopio espacial Spitzer para explorar el brillo del fondo cósmico en el rango del infrarrojo en una porción concreta de cielo. Los científicos reportaron una irregularidad excesiva en ese brillo, y concluyeron que probablementese se debía a la suma de los brillos de las primeras fuentes de luz que iluminaron el Universo primitivo, hace más de 13.000 millones de años. Estudios posteriores confirmaron que este brillo del fondo cósmico de infrarrojos (CIB, por sus siglas en inglés) tiene la misma e inesperada estructura irregular también en otras partes del cielo.

En 2013, otra investigación hizo lo mismo, pero esta vez observando el brillo del fóndo cósmico en el rango de los rayos X (CXB), utilizando el telescopio espacial Chandra, y en la misma porción de cielo en la que se había medido el brillo en el infrarrojo. Las primeras estrellas, que emiten la mayor parte de su radiación en el espectro visible y en el ultravioleta, no contribuyen en exceso al CXB.

El resultado fue que los brillos irregulares en el fondo cósmico coincidían muy bien tanto en los rayos X como en el infrarrojo. Y el único objeto conocido capaz de ser lo suficientemente luminoso en cualquier rango de energía es un agujero negro. Los investigadores, pues, concluyeron que los agujeros negros primordiales, los que se formaron durante el Big Bang, debieron de ser muy abundantes entre las primeras estrellas, tanto como para constituir al menos una de cada cinco de las fuentes que contribuyen al CIB.

No es materia oscura, sino agujeros negros

Y aquí es donde entra en juego la materia oscura, cuya auténtica naturaleza sigue siendo uno de los problemas no resueltos más importantes de la astrofísica. Cinco veces más abundante que la materia ordinaria, de la que están hechas todas las galaxias, estrellas y planetas que podemos ver, la materia oscura no "brilla", es decir, no emite radiación, en ninguna longitud de onda, por lo que resulta indetectable para cualquiera de nuestros instrumentos. Sabemos que está ahí, sin embargo, porque su fuerza gravitatoria obliga a la materia ordinaria (la que sí podemos ver) a moverse de formas que, sin la existencia de esa masa invisible, serían imposibles.

Hasta ahora los físicos han tratado de construir modelos teóricos que puedan explicar la materia oscura con una partícula exótica muy masiva, pero todas las pruebas llevadas a cabo para encontrar esa hipotética partícula han fracasado sin excepción.

Según Kashlinsky, "estos estudios están proporcionando resultados cada vez más sensibles, reduciendo lentamente el abanico de parámetros donde las partículas de materia oscura se podrían ocultar. Pero el fracaso a la hora de encontrarlas ha llevado a un renovado interés por el estudio de lo bien que los agujeros negros primordiales -agujeros negros formados en primera fracción de segundo del universo- podrían funcionar como materia oscura".

Los físicos creen que hay varias formas en que el universo temprano, muy caliente y en rápida expansión, pudo producir agujeros negros primordiales en la primera milésima de segundo tras el Big Bang. Y cuanto más tarde se pusiera en marcha este mecanismo, mayores serían los agujeros negros "fabricados" por el Universo recién nacido. Dado que la "ventana" para crear estos agujeros negros dura apenas una fracción de segundo, los agujeros negros primordiales, según los investigadores, deberían de estar todos dentro de un estrecho rango de masas.

Ondas gravitacionales, la primera pista

El pasado 14 de septiembre, los observatorios LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) detectaron las ondas gravitacionales causadas por la fusión de dos agujeros negros a 1.300 millones de años luz de distancia. Fue la primera (y por ahora la única) vez que se lograba detectar las ondas gravitacionales que había predicho Einstein hace un siglo, pero también fue la primera detección directa de un agujero negro en toda la historia de la Ciencia. La señal captada por los investigadores aportó información sobre las masas de los dos agujeros negros en proceso de fusión: 29 y 36 masas solares, respectivamente. Valores inesperadamente grandes y, sobre todo, sorprendentemente similares.

"Según cuál sea el mecanismo que está actualdo -explica Kashlinsky- los agujeros negros primordiales podrían tener propiedades muy similares a las detectadas por LIGO. Si asumimos que ese es el caso, y que LIGO captó la fusión de dos agujeros negros nacidos en el universo temprano, entonces podemos estudiar las consecuencias que esto tiene en nuestra comprensión de cómo el cosmos, en última instancia, evolucionó".

En su nuevo trabajo, Kashlinsky analiza lo que podría haber sucedido si la materia oscura realmente consiste en una gran población de agujeros negros similares a los detectados por LIGO. Esos agujeros negros, por ejemplo, distorsionaron la distribución de la masa en el universo temprano, añadiendo una pequeña fluctuación que tuvo consecuencias cientos de millones de años más tarde, cuando las primeras estrellas empezaron a formarse.

Durante los primeros 500 millones de años de existencia del Universo, la materia ordinaria estaba demasiado caliente como para unirse y formar las primeras estrellas. Pero la materia oscura no resultó afectada por la temperatura ya que, debido a su propia naturaleza, no depende de la radiación e interactúa fundamentalmente a través de la gravedad. Agregándose a causa de esta atracción gravitatoria, la materia oscura se agrupó primero en estructuras llamadas "mini halos", lo que proporcionó una serie de "semillas gravitacionales" alrededor de las cuales la materia ordinaria pudo ir acumulándose. Así, el gas caliente (la materia ordinaria) se fue acumulando alredodor de los "mini halos", dando lugar a "paquetes" de gas lo suficientemente densos como para colapsar sobre sí mismos y formar las primeras estrellas.

Kashlinsky observa que si efectivamente los agujeros negros son la materia oscura, el proceso de formación estelar sucedería más rápidamente y se producirían con más facilidad las irregularidades en la luminosidad del fondo cosmico observadas en el rango de los infrarrojos por el telescopio Spitzer. Y esto sería así incluso si solo una pequeña parte de los "mini halos" estuviera produciendo estrellas.

Por supuesto, los agujeros negros también capturarían una parte del gas caliente que era atraído lor los "mini halos". Esa materia, se recalentaría según se fuera acercando a los agujeros negros y terminaría, también, por producir rayos X. Juntas, la luz infrarroja procedente de las primeras estrellas y los rayos X emitidos por la materia atraída por los agujeros negros, producirían los mismos efectos que los científicos han observado en los brillos en CIB y el CXB.

De vez en cuando, además, alguno de estos agujeros negros primordiales pasaría lo suficientemente cerca de otro como para ser capturado por su gravedad y formar un sistema binario. Durante eones, los dos agujeros negros de esos sistemas binarios se orbitarían mutuamente, para terminar fundiéndose en uno solo, como el encontrado el año pasado por los detectores LIGO.

"Las futuras observaciones de LIGO -afirma Kashlinsky- nos dirán mucho más sobre la población de agujeros negros en el Universo, y no hará falta demasiado tiempo para saber si el escenario que propongo se sostiene o no".

Fuentes: ABC

10 de mayo de 2016

Descubren un intenso viento en las inmediaciones de un agujero negro que regula lo que 'traga'

Representación de un agujero negro. EFE
  • La investigación se ha realizado con el Gran Telescopio Canaria (GTC)
  • Se trata de V404 Cygni, uno de los agujeros negros más cercanos
  • Posee unas 10 veces la masa del Sol
Científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) han observado un viento de material neutro (de hidrógeno y Helio no ionizado) en las inmediaciones del agujero negro V404 Cygni. El aire se forma en las capas externas del disco de acreción, por lo que regula el proceso de cómo el material es tragado por el agujero.

Según señalan los autores en su artículo, publicado en Nature, V404 Cygni es un agujero negro que forma parte de un sistema binario situado en la constelación del Cisne. En este tipo de sistemas, de los que se conocen menos de 50, un agujero negro de unas 10 veces la masa del Sol y devora material procedente de una estrella muy cercana, su estrella compañera.

Durante este proceso, el material cae al agujero negro formando un disco de acreción, que emite en rayos X en sus zonas más internas y calientes. En zonas más externas, por el contrario, se puede estudiar este disco con luz visible, que es la parte del espectro en la que trabaja el Gran Telescopio Canarias (GTC), con el que se ha realizado esta investigación.

Los científicos destacan, además, que V404 Cygni está a "tan solo" unos 8.000 años luz de distancia, lo que le convierte en uno de los agujeros negros más cercanos a la Tierra. Posee un gran disco de acreción (unos 10 millones de kilómetros de radio), lo que hace que sus erupciones sean extremadamente luminosas en todos los rangos espectrales (rayos X, emisión visible, infrarroja y ondas radio).

Erupción después de 25 años

El 15 de junio de 2015, este agujero negro entró en erupción después de más de 25 años de inactividad. Durante este periodo su brillo aumentó un millón de veces en unos pocos días, convirtiéndose en la fuente más brillante del cielo en rayos X. El GTC comenzó a realizar observaciones espectroscópicas el día 17 de junio, mediante la activación de un programa de oportunidad, específicamente diseñado para este tipo de eventos por investigadores del IAC.

Fue entonces cuando las observaciones revelaron la presencia de este viento. Se trata del primero detectado en un sistema de este tipo. Según han señalado los científicos, se mueve a gran velocidad de 3.000 kilómetros por segundo, lo que le permite escapar del campo gravitatorio del agujero negro.

Su presencia permite explicar por qué la erupción a pesar de ser luminosa y muy violenta --con continuos cambios de brillo y eyecciones de masa en forma de chorros que se detectan en ondas de radio-- fue además muy breve (tan solo dos semanas).

Nebulosidad de material eyectado por el viento

Al final de esta erupción, las observaciones del GTC revelan la presencia de una nebulosidad formada por material eyectado por el viento. Este fenómeno, que ha sido observado por primera vez en un agujero negro, permite además estimar la cantidad de masa expulsada al medio interestelar.

"El brillo de la fuente junto con la gran área colectora del GTC ha permitido, no sólo detectar el viento, sino estudiar la variación de sus propiedades en escalas de tiempo de minutos", ha explicado el autor principal, Teo Muñoz Darias.

Del mismo modo, ha apuntado que la erupción de V404 Cygni, por su complejidad y por la gran cantidad y calidad de las observaciones obtenidas, "va ayudar a entender cómo los agujeros negros tragan materia a través de sus discos de acreción" ya que, se cree que lo observado en este trabajo ocurre en "otros agujeros negros con discos de acreción de gran tamaño".

Fuentes: Rtve

13 de febrero de 2016

Entiende las ondas gravitacionales en menos de 30 segundos

  ¿Qué son? ¿Cómo se forman? ¿Por qué son importante? Descúbrelo en la siguiente infografía 
Un equipo internacional de científicos ha logrado observar por primera vez las ondas gravitacionales, un fenómeno que predijo Albert Eintein hace 100 años."Hemos detectado ondas gravitacionales. Lo hemos hecho". Así lo ha anunciado el director ejecutivo del Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro (LIGO), David Reitze, investigador del Instituto Tecnológico de California (Caltech), en una rueda de prensa convocada en el National Science Foundation en Whashington DC. 
 
Fuentes: ABC

Stephen Hawking: «Se ha descubierto una nueva forma de mirar el universo»

 «Además de probar la Teoría de la Relatividad General, podemos esperar ver agujeros negros a lo largo de la historia del Universo», sostiene el prestigioso físico
 Stephen Hawking, en una imagen de archivo - ABC

 El físico Stephen Hawking ha afirmado este jueves que la detección de las ondas gravitacionales abre la puerta a «una nueva forma de mirar el universo», después de que se haya confirmado la última predicción que quedaba por comprobar de las teorías de Albert Einstein. 

«La capacidad de detectarlas tiene el potencial de revolucionar la astronomía», señaló a la BBC el físico teórico de 74 años, experto en el campo de los agujeros negros. 

La detección de estas ondas, las señales que dejan grandes cataclismos en el universo, supone además «la primera prueba de un sistema binario de agujeros negros y la primera observación de agujeros negros fusionándose», afirmó Hawking. 

«Además de probar la Teoría de la Relatividad General, podemos esperar ver agujeros negros a lo largo de la historia del Universo. Podríamos incluso ver los vestigios del Universo primordial, durante el Big Bang», gracias a las ondas gravitacionales, subrayó el físico. 

La investigadora de la Universidad de Glasgow Sheila Rowan, que ha participado en el proyecto LIGO que ha detectado las ondas, describió su trabajo como un «viaje fascinante». 

«Estamos sentados aquí en la Tierra observando cómo las costuras del Universo se estiran y se comprimen debido a una fusión de agujeros negros que ocurrió hace más de mil millones de años», reflexionó Rowan. «Cuando encendimos nuestros detectores, el Universo estaba listo, esperando para decir 'hola'», describió la investigadora. 

Fuentes: ABC

19 de enero de 2016

Señales de un segundo gran agujero negro en nuestra galaxia

Impresión artística de las nubes dispersas por un agujero negro de masa intermedia. - T. OKA/ KEIO UNIVERSITY
Tendría 100.000 veces la masa del Sol y estaría situado muy cerca del centro de la Vía Láctea
En el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, se encuentra un gigantescoagujero negro llamado Sagitario A*, un monstruo con una masa de cuatro millones de soles capaz de devorar estrellas y planetas. Pero es posible que el coloso no esté solo.

Muy cerca, a tan solo 200 años luz de distancia del centro de la galaxia, investigadores del Observatorio Astronómico Nacional de Japón en Tokio han observado indicios de la existencia de un segundo agujero negro de gran tamaño. Desconocido hasta ahora, tendría una masa 100.000 veces la del Sol, lo que los astrónomos denominan una «masa intermedia», que podría ayudar a explicar el nacimiento de los agujeros negro supermasivos situados en los corazones de las galaxias.

La señal del compañero espacial es una enigmática nube de gas, llamada CO-0,40-0,22. Lo que la hace tan inusual es su sorprendentemente amplia velocidad de dispersión, es decir, la nube contiene gas con una muy amplia gama de velocidades.

El equipo descubrió esta característica misteriosa con dos telescopios de radio, el Nobeyama de 45-m en Japón y el ASTE en Chile, ambos operados por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón. De esta forma, vieron que la nube tiene una forma elíptica y consta de dos componentes: uno compacto pero de baja densidad con una amplia velocidad de dispersión de 100 km/s, y otro denso que se extiende 10 años luz con una velocidad de dispersión estrecha.

¿Qué hace que esta velocidad de dispersión sea tan ancha? No hay agujeros en el interior de la nube. Además, las observaciones de rayos X e infrarrojos no encontraron objetos compactos. Estas características indican que la dispersión de velocidad no está causada por una entrada de energía local, como las explosiones de supernovas. 
El equipo realizó una sencilla simulación de nubes de gas arrojadas por una fuerte fuente de gravedad. En la simulación, las nubes de gas son primero atraídas por la fuente y sus velocidades se incrementan a medida que se acercan a ella, alcanzando el máximo en el punto más cercano al objeto. Después de que las nubes continúan más allá del objeto, sus velocidades disminuyen. El equipo encontró que un modelo utilizando una fuente de gravedad con 100.000 veces la masa del Sol dentro de un área con un radio de 0,3 años luz proporciona el mejor ajuste a los datos observados.

Primera detección

«Por lo que sabemos, el mejor candidato para ese objeto masivo compacto es un agujero negro», dice Tomoharu Oka, profesor en la Universidad de Keio y autor principal del artículo que publica la revista Astrophysical Journal Letters. «Si ese es el caso, esta es la primera detección de un agujero negro de masa intermedia».

Los astrónomos ya conocen agujeros negros de dos tamaños: los de masa estelar, formados después de gigantescas explosiones de estrellas muy masivas; y los supermasivos, que a menudo se encuentran en los centros de las galaxias. La masa de los supermasivos varía desde varios millones a miles de millones de veces la masa del Sol. 
Ya se han encontrado unos cuantos, pero nadie sabe cómo se forman. Una idea es que se originan a partir de la fusión de muchos agujeros negros de masa intermedia. Pero esto plantea un problema, porque hasta ahora no se ha encontrado ninguna evidencia observacional firme de estos agujeros. Si la nube CO-0,40-,22 contiene un agujero negro de masa intermedia, podría apoyar esa hipótesis.

Un estudio sugiere que hay 100 millones de agujeros negros en la Vía Láctea, pero las observaciones de rayos X sólo han encontrado decenas hasta ahora. Los investigadores creen que sus resultados abren una nueva forma debúsqueda de agujeros negros con radiotelescopios. Existen otras nubes similares a CO-0,40-0,22, por lo que el equipo propone que algunas de esas nubes pueden contener agujeros negros.

Fuentes: ABC

12 de enero de 2016

«Ver» un agujero negro es posible



La detección de los agujeros negros -se cree que existe uno enorme en el centro de prácticamente todas las galaxias- supone un auténtico desafío. 
Nadie ha visto uno jamás, ya que ni siquiera la luz escapa de su gran fuerza gravitatoria, así que con el fin de localizarlos los astrónomos deben fijarse en la radiación de alta energía que emiten, para lo que emplean satélites o telescopios de rayos X. 
Sin embargo, un equipo internacional de investigadores asegura esta semana en la revista Nature que estos misteriosos fenómenos sí pueden ser observados con luz visible durante sus explosiones. No ellos directamente, claro, pero sí un efecto que delata su presencia, la luz parpadeante que emerge de los gases que los rodean. 
Y lo más interesante es que solo hace falta un telescopio de 20 cm de diámetro, un modelo de aficionado.



«Ahora sabemos que los agujeros negros pueden ser observados sin telescopios de rayos X o rayos gamma de alta especificación», explica la autora principal del artículo, Mariko Kimura, investigadora de la Universidad de Kioto. Eso sí, el agujero debe estar activo. Una vez cada varias décadas, algunos agujeros negros binarios sufren explosiones en las que enormes cantidades de energía -rayos X incluidos- son emitidas al espacio. 
Esto es lo que le ocurrió al sistema binario V404 Cygni, situado a 7.800 años luz de distancia y uno de los más cercanos a la Tierra, compuesto por un agujero negro y una estrella ligeramente menos masiva que el Sol. El agujero «despertó» después de 26 años de inactividad el 15 de junio de 2015, cuando sufrió una fuerte explosión que duró unas dos semanas y que llamó la atención a astrónomos de todo el mundo. El equipo de Kimura se sumó a la expectación generada y observó patrones repetitivos de fluctuación óptica a escalas de tiempo que fueron de cien segundos a unas pocas horas, patrones que se correlacionaban con los de rayos X Los agujeros negros suelen estar rodeados por un disco de acreción, en el que el gas de la estrella compañera cae lentamente hacia el agujero en forma de espiral. 
Estas actividades de los agujeros negros se observan normalmente a través de rayos X, que se generan en las partes internas de los discos donde las temperaturas alcanzan los 10 millones de grados Kelvin o más, pero los investigadores lograron hacer la observación de V404 Cygni con luz visible.

EIRI ONO / UNIVERSIDAD DE KYOTO

Con base en el análisis de los datos de observación ópticos y de rayos X, los astrónomos de Kioto y sus colaboradores en la agencia espacial japonesa JAXA, el laboratorio nacional de RIKEN y la Universidad de Hiroshima mostraron que la luz es originada por los rayos X que salen de la región más interior del disco de acreción alrededor del agujero negro. 
Estos rayos X irradian y calientan la región exterior del disco, haciendo que emitan rayos ópticos y por lo tanto haciéndolo visible para el ojo humano.

Estas observaciones han sido fruto de la colaboración internacional entre organismos de países en diferentes zonas horarias, ya que las radiaciones de los agujeros negros son impredecibles y apenas duran un par de semanas o incluso menos. 
«Las estrellas sólo se pueden observar en la oscuridad, y sólo hay unas horas cada noche, pero al hacer observaciones de diferentes lugares de todo el mundo somos capaces de tener datos más completos», dice el coautor Daisuke Nogami. 
Los investigadores también recogieron datos de telescopios pequeños, algunos con elementos ópticos de solo 20 cm de diámetro, lo que demuestra que, como apunta Poshak Gandhi, del Departamento de Física y Astronomía de la británica Universidad de Southampton, en un artículo que acompaña la investigación, en astronomía el tamaño no siempre es lo más importante.

Fuentes: ABC

23 de diciembre de 2015

A la caza del agujero negro de 50.000 millones de soles

Recreación de un agujero negro - Archivo
Científicos calculan el tamaño máximo que pueden alcanzar estos monstruos espaciales en el centro de las galaxias

La gran mayoría de las galaxias que los astrónomos observan en el cielo con sus telescopios tienen en su centro un agujero negro supermasivo. Una auténtica "bestia espacial" que devora todo lo que tiene alrededor, pero que al mismo tiempo mantiene unidas y en orden a las cientos de miles de millones de estrellas de la galaxia a la que pertenecen. Por ejemplo, en el centro de la Vía Láctea, nuestro hogar en el espacio, duerme Sagitario A*, un agujero negro con una masa equivalente a cuatro millones de soles. Aunque éste no es, ni con mucho, el mayor de los que se han observado hasta ahora.

Ahí fuera, en el corazón de otras galaxias, se han descubierto ya auténticos "monstruos" con cientos, incluso miles de millones de veces la masa del Sol. Uno de los mayores, el el centro de la galaxia NGC 1277, a 220 millones de años luz de la Tierra tiene, por ejemplo, unas 17.000 millones de masas solares. Y mucho más lejos, a 3.500 millones de años luz de distancia, en DO 287, un sistema binario de agujeros negros alcanza una masa record estimada en más de 18.000 millones de masas solares.

¿Pero hasta dónde puede crecer un agujero negro? Un equipo de investigadores de la Universidad británica de Leicester acaba de descubrir que, en teoría, los agujeros negros podrían crecer en los centros galácticos hasta las 50.000 millones de masas solares antes de perder para siempre los discos de polvo y gas que les rodean y que les sirven de sustento.


En un estudio recién publicado en Monthly Notices of teh Royal Astronomical Society y disponible en arxiv.org, Andrew King, del departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Leicester explora tanto los agujeros supermasivos de los centros galácticos como los grandes discos de material que, atraídos por la gravedad, permanecen a su alrededor. El gas que forma estos enormes anillos puede perder energía y caer hacia el agujero negro, alimentándolo y haciéndolo más grande, pero estos discos suelen ser también muy inestables y tienden a fragmentarse y a formar nuevas estrellas.

King ha calculado cómo de grande podría llegar a ser un agujero negro antes de perder su disco de gas. Y el resultado es de 50.000 millones de masas solares. El estudio sugiere que, tras perder el disco, el agujero negro dejaría de crecer, lo que significa que esa masa, 50.000 millones de veces la del Sol, sería el límite superior de tamaño posible para uno de estos oscuros objetos espaciales. La única forma de crecer por encima de ese límite sería que el agujero capturara estrellas que pasaran cerca y se las tragara, o bien que se fusionara con otro agujero negro, sumándose así la masa de ambos. Aunque en esos casos resultarían muy difíciles de observar.

En palabras de King, "el significado y la importancia de este descubrimiento es que los astrónomos, observando la enorme cantidad de radiación producida por los gases del disco al caer en los agujeros negros, han encontrado ya ejemplares enormes, con masas cercanas al límite. La masa límite significa que por este procedimiento ya no sería posible encontrar agujeros negros mucho mayores de los que ya se conocen, ya que a sus alrededor no habría ya un disco luminoso que nos permitiera observarlos".

¿Cómo podríamos, entonces, encontrar agujeros negros aún mayores? Para King, "la existencia de agujeros negros todavía más grandes es, en principio, posible. Por ejemplo, un agujero negro con una masa próxima al límite podría unirse a otro agujero negro, dando como resultado uno todavía mayor. Pero esta clase de fusiones no producirían radiación que pudiéramos medir, y el agujero negro resultante tampoco tendría alrededor un disco de gas que emitiera luz alguna".

Sin embargo, el investigador no descarta que pudiéramos observar alguno de estos "súper monstruos" con algún procedimiento alternativo. "Cabe la posibilidad de detectarlos de otra manera. Por ejemplo, observando cómo se curvan los rayos de luz procedentes de otras galaxias cuando pasan cerca (lo que se conoce como lente gravitacional). O quizá, en el futuro, detectando las ondas gravitacionales que, según predice la Teoría General de la Relatividad de Einstein, se producirían durante el proceso de fusión de los agujeros negros".


Fuentes: ABC

14 de junio de 2015

¿Qué pasaría si una persona cayera en un agujero negro?

abc
Recreación de un agujero negro supermasivo


En ese instante la realidad se dividiría en dos: en una de ellas la persona sería incinerada inmediatamente y en la otra se sumergiría en el agujero, totalmente ilesa  
El agujero negro es uno de los objetos cósmicos más extraños conocidos hasta ahora. Su naturaleza contiene misterios que permanecen fuera del entendimiento humano. ¿Qué sucedería si alguien cae en un agujero negro? Probablemente pensemos que acabaría aplastado, pero la realidad es mucho más compleja.

Según un artículo publicado en BBC ciencia, en el instante en el que una persona cayera en el agujero, la realidad se dividiría en dos. En una de ellas sería incinerada inmediatamente y en la otra se sumergiría en el agujero, totalmente ilesa. Y es que los agujeros negros son lugares en los que las leyes de la física que conocemos pierden sentido. 

El tiempo y el espacio

Albert Einstein demostró que la gravedad es efecto o consecuencia de la geometría curva del espacio-tiempo. Los cuerpos dentro de un campo gravitatorio siguen una trayectoria espacial curva, aun cuando en realidad pueden estar moviéndose según líneas de universo lo más «rectas» posibles a través un espacio-tiempo curvado.

Así que, debido a un objeto suficientemente denso, el espacio-tiempo puede curvarse tanto que termina conformando un agujero a través de la propia estructura de la realidad.

Una estrella grande que se quedó sin combustible puede producir el tipo de densidad necesaria para crear el agujero en cuestión. Como se dobla bajo su propio peso y explosiona hacia dentro, el espacio-tiempo se curva junto a ella. Así, el campo gravitatorio se vuelve tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de él. Y, como consecuencia, la zona en la que solía estar la estrella oscurece por completo; se vuelve un agujero negro.

El límite exterior del agujero es su horizonte de sucesos, el punto en el que la fuerza gravitatoria contrarresta precisamente los esfuerzos de la luz para escapar de ella. De ir más allá de éste, ya no habría escapatoria posible.

El horizonte de sucesos se llena de energía. Los efectos cuánticos en el borde crean corrientes de partículas calientes que se irradian en el universo. Esto se conoce como radiación de Hawking, por el físico Stephen Hawking, quien predijo el fenómeno. Con el tiempo suficiente el agujero negro irradiará toda su masa y desaparecerá.

Cuanto más se adentre en el agujero negro, más curvo se hará el espacio, hasta que, en el centro, se convertirá en infinitamente curvo. Es la particularidad del fenómeno. El espacio y el tiempo dejan de ser ideas con sentido y las leyes de la física, tal como las conocemos, ya no son aplicables.

Así que, ¿qué es lo que ocurre si accidentalmente un individuo cae en uno de estas aberraciones cósmicas? 

Dos visiones

A medida que se acelera hacia el horizonte de eventos, la persona se estiraría y contraería, como si mirara a través de una lupa gigante. Cuanto más cerca esté del horizonte más lentamente parecería avanzar, como a cámara lenta.

Al llegar al horizonte, se quedaría inmóvil, tendido en la superficie del horizonte mientras el calor, cada vez mayor, comenzaría a engullirle. Lentamente desaparecería por la interrupción del tiempo y el fuego de la radiación Hawking. Antes incluso de cruzar hacia la oscuridad del agujero negro, sería reducido a ceniza.

Desde dentro navegaría directamente hacia el destino más siniestro de la naturaleza sin ni siquiera recibir un golpe, un empujón, sin que nada le tire. Esto se debe a que está en caída libre y, por lo tanto, no hay gravedad. Algo que Einstein llamaba su «pensamiento más feliz».

Aunque si el agujero negro fuera más pequeño tendría un problema. La fuerza de gravedad sería mucho más fuerte en sus pies que en su cabeza, por lo que se estiraría como un espagueti. Pero si es un agujero grande, millones de veces mayor que el sol, las fuerzas que podrían volverle espagueti son suficientemente débiles como para ignorarlas.

De hecho, en un agujero negro suficientemente grande podría vivir el resto de su existencia de forma bastante normal. ¿Pero cuán normal sería en realidad, dado que estaría siendo absorbido a través de la ruptura de la continuidad del espacio-tiempo, arrastrado contra su voluntad, sin opción de volver atrás?

El tiempo solo avanza, nunca retrocede. Y esto no es solo una analogía. Los agujeros negros deforman el espacio y el tiempo de una forma tan extrema que dentro del horizonte de estos fenómenos ambas dimensiones intercambian papeles. En cierto sentido, es el tiempo lo que realmente tira hacia adentro. No se puede dar la vuelta y escapar del agujero, del mismo modo que no se puede regresar al pasado. 

La información no se pierde

Las leyes de la naturaleza requieren que la persona permanezca fuera del agujero negro. Esto se debe a la física cuántica exige que la información nunca se puede perder. Cada bit de información que da cuenta de su existencia tiene que permanecer en el exterior del horizonte, para que no se rompan las leyes de la física.

Pero por otro lado las leyes de la física también dictan que navegue a través del agujero sin que encontrarse con partículas calientes ni nada fuera de lo normal. De lo contrario, estaría violando el pensamiento más feliz de Einstein y su teoría de la relatividad. Así que las leyes de la física necesitan que esté a ambos lados del agujero; fuera convertido en una pila de cenizas y dentro intacto.

Sin embargo, una tercera ley dice que la información no puede ser clonada. Así que tiene que estar en dos lugares pero sólo puede haber una copia. De alguna manera, las leyes de la física nos apuntan hacia una conclusión que parece bastante absurda.

Los físicos llamaron a este enigma exasperante la paradoja de información del agujero negro. Pero por suerte, en la década de 1990 encontraron una manera de resolverlo. Leonard Susskind, profesor de física teórica de la Universidad de Stanford, Estados Unidos, se dio cuenta de que no había tal paradoja porque nadie nunca ve su clon. Además, no hay un tercer observador que pueda ver el interior y el exterior del agujero simultáneamente. Así que ninguna ley de la física se rompe.

A menos que quieras saber cuál de las dos historias es la verdadera. ¿Está realmente vivo o muerto? El gran secreto que los agujeros negros revelaron es que no existe ese concepto de realidad. Lo real depende de quién pregunte. Así, existen dos realidades. 

Polémica física

Así que volvemos a estar donde empezamos: ¿Qué ocurre cuando una persona cae en un agujero negro? ¿Se desliza al interior y vive una vida normal, gracias a una realidad que, extrañamente, depende de quien la ve? ¿O nada más llegar al horizonte de sucesos colisiona con un cortafuegos mortal?

Nadie conoce la respuesta y se ha convertido en una de las cuestiones más polémicas de la física fundamental. Si la verdadera naturaleza de la realidad yace oculta en alguna parte, el mejor lugar en el que buscarla es en un agujero negro.
 
 
Fuentes: ABC

30 de marzo de 2015

El viento de los agujeros negros puede detener la formación de estrellas

El viento de un agujero negro arrastra el gas de una galaxia

Gracias al observatorio espacial Herschel de la ESA, los astrónomos han descubierto que el viento generado por un agujero negro está barriendo la galaxia en la que se encuentra, llevándose consigo la materia prima necesaria para formar nuevas estrellas.

Los agujeros negros supermasivos se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias, y son objetos extremadamente densos y compactos cuya masa puede ser millones o miles de millones de veces superior a la de nuestro Sol.

Muchos de ellos, como el que ocupa el centro de nuestra Vía Láctea, son relativamente pasivos, pero otros están destruyendo su entorno con gran voracidad. 


El viento de un agujero negro




Los agujeros negros no sólo engullen el gas que los rodea; a veces también lo expulsan en forma de potentes chorros o vientos. Los astrónomos sospechaban desde hace tiempo que estos escapes de materia podrían ser los responsables de vaciar a las galaxias de gas interestelar, y en particular de las moléculas a partir de las que se forman las nuevas estrellas.

Con el paso del tiempo estos vientos acabarían afectando a la actividad de formación de estrellas en la galaxia, pudiendo llegar a detenerla por completo.

Sin embargo, hasta la fecha no se había logrado estudiar este proceso. Los astrónomos habían detectado fuertes vientos en las inmediaciones de los agujeros negros gracias a los telescopios de rayos X, y habían descubierto escapes de gas a gran escala a través de las observaciones en el infrarrojo, pero nunca habían observado estos dos fenómenos en una misma galaxia.

Un nuevo estudio acaba de cambiar el panorama, al lograr observar los vientos a pequeña y a gran escala desencadenados por un mismo agujero negro.



La galaxia IRAS F11119+3257




“Es la primera vez que vemos un agujero negro supermasivo en acción, barriendo los depósitos de gas de su galaxia”, explica Francesco Tombesi, del Centro Goddard de la NASA y de la Universidad de Maryland, Estados Unidos, quien dirigió la investigación publicada ayer en la revista Nature.

Al combinar las observaciones realizadas por el satélite europeo Herschel en las longitudes de onda del infrarrojo con los nuevos datos en la banda de los rayos X recogidos por el satélite japonés-americano Suzaku, los astrónomos han sido capaces de comparar los vientos en las inmediaciones del agujero negro central con sus efectos a gran escala, arrastrando las reservas de gas de la galaxia IRAS F11119+3257.

Los vientos empiezan siendo locales y fuertes, con ráfagas que alcanzan el 25% de la velocidad de la luz y que son capaces de arrastrar una masa solar de gas al año.

A medida que se alejan del agujero negro central los vientos se frenan, pero consiguen empujar fuera de la galaxia una cantidad de gas equivalente a cien veces la masa de nuestro Sol.



Escape de gas de una galaxia




Esta es la primera prueba firme de que los vientos provocados por un agujero negro pueden despojar a una galaxia de gas, a través de escapes a gran escala.

Este descubrimiento refuerza la teoría de que los agujeros negros podrían llegar a detener el proceso de formación de estrellas en la galaxia en la que se encuentran.

“Herschel ha revolucionado las teorías sobre la formación de las estrellas. Estos nuevos resultados nos ayudan a comprender cómo y por qué varía la actividad de formación de estrellas en algunas galaxias, pudiendo llegar a detenerse por completo”, explica Göran Pilbratt, científico del proyecto Herschel para la ESA.

“Hemos encontrado al culpable de este gran misterio cósmico. Como muchos sospechaban, un agujero negro central puede desencadenar escapes de gas a gran escala, deteniendo la actividad de formación de estrellas”.

Sigue leyendo sobre este descubrimiento


Más información

Wind from the black-hole accretion disk driving a molecular outflow in an active galaxy,” de F. Tombesi, et al, ha sido publicado en la edición del 26 de marzo de 2015 de la revista Nature.

Este estudio está basado en las observaciones realizadas con el instrumento PACS (Photoconductor Array Camera and Spectrometer) del observatorio espacial Herschel de la ESA, y en los datos recogidos por la misión japonesa-estadounidense Suzaku.


Fuentes: ESA

21 de febrero de 2015

Telescopios de la NASA y la ESA miden los potentes vientos de los agujeros negros

Ilustración de cómo los agujeros negros supermasivos en los núcleos de las galaxias expulsan radiación y vientos ultra rápidos hacia el exterior.NASA/JPL-Caltech
  • Es la primera vez que se demuestra la existencia de estos vientos
  • Se ha detectado con los telescopios NuSTAR de la NASA y XMM-Newton de la ESA
  • Los vientos tienen más energía que más un billón de soles
Los telescopios NuSTAR de la NASA Y XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA) han mostrado que los potentes vientos de un agujero negro surgen en todas las direcciones, un fenómeno que habían sospechado que ocurría pero difícil de demostrar.

Este descubrimiento ha dado a los astrónomos la primera oportunidad de medir la fuerza de estos vientos ultrarrápidos y demostrar que son lo suficientemente potentes como para inhibir la capacidad de la galaxia anfitriona para hacer nuevas estrellas.

"Sabemos que los agujeros negros en los centros de las galaxias pueden alimentarse de la materia, y este proceso puede producir vientos. Se cree que esto regula el crecimiento de las galaxias", ha comentado Fiona Harrison, del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena, California.

Harrison es investigadora principal del NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) y coautora de un nuevo libro sobre estos resultados que aparecen en la revista Science. 

El poder de los vientos

"Conociendo la velocidad, forma y tamaño de los vientos, ahora podemos averiguar lo poderosos que son, ha indicado en un comunicado la NASA.

Los agujeros negros supermasivos explotan materia en sus galaxias anfitrionas, con vientos de rayos X que viajan a hasta un tercio de la velocidad de la luz.

En el nuevo estudio, los astrónomos determinaron que PDS 456, un agujero negro muy brillante conocido como un cuásar a más de 2.000 millones de años luz de distancia, sostiene vientos que transportan más energía cada segundo de la que se emite en más un billón de soles.

"Ahora sabemos que los vientos cuásar contribuyen significativamente a la pérdida de masa de una galaxia, la expulsión de su suministro de gas, que es el combustible para la formación de estrellas", dijo el autor principal del estudio, Emanuele Nardini de la Universidad de Keele en Inglaterra.

Observación del agujero negro

NuSTAR y XMM-Newton observaron simultáneamente el agujero negro PDS 456 en cinco ocasiones, en 2013 y 2014. Los telescopios se complementan entre sí mediante la observación de diferentes partes del espectro de luz de rayos X: de baja y alta energía, respectivamente.

Anteriores observaciones del XMM-Newton habían identificado vientos del agujero negro que soplaban hacia la Tierra, pero no pudieron determinar si los vientos también se propagaban en todas direcciones.

Por otra parte, XMM-Newton detectó átomos de hierro, que son transportados por los vientos junto con otras materias, solo directamente enfrente del agujero negro, donde se bloquean los rayos X.

Los científicos combinaron datos de rayos X de alta energía de NuSTAR con las observaciones de XMM-Newton. Al hacerlo, fueron capaces de encontrarhierro disperso desde los lados, lo que demuestra que los vientos emanan del agujero negro no en un haz, sino de una forma casi esférica.

Con la forma y el alcance de los vientos conocido, los investigadores han podido determinar la fuerza de los vientos y el grado en el que pueden inhibir la formación de nuevas estrellas.


Fuentes: Rtve.es