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Cosmos: Los agujeros negros dejan escapar algo de materia. Astrónomos encuentran un nuevo tipo de agujero negro. Nuevo telescopio.

Nota: ésta sección fue discontinuada, contiene artículos antiguos, permanece sólo por si alguien busca este tipo de información.

AGUJEROS NEGROS

Los agujeros negros dejan escapar algo de materia

La materia puede escapar de un agujero negro a través de vientos supersónicos que se originan en un disco de acreción, como este perteneciente a la galaxia NGC 7052.

Julio 21, 2000

(CNN) -- Los agujeros negros podrían producir grandes vientos que permiten que cierta cantidad de materia escape de sus mortales garras, dicen los científicos. Esta nueva teoría podría resolver una incoherencia entre los modelos teóricos y las observaciones realizadas a los agujeros negros.

Se cree que los agujeros negros son tan densos que ni siquiera la luz es capaz de escapar a su fuerza gravitacional una vez que cruza su extremo teórico, conocido como horizonte de sucesos.

Pero las observaciones astronómicas han revelado emanaciones de materia inexplicables en las proximidades de los agujeros negros.

"Solemos imaginarnos los agujeros negros absorbiendo materia, pero lo que realmente observamos con nuestros instrumentos actuales es materia que sale volando", dice Timothy Kallman del Centro Goddard de Vuelo Espacial de la NASA.

"No podíamos explicar con exactitud lo que estaba ocurriendo, y esto llevó a un cierto grado de incertidumbre respecto de la veracidad de los datos. Ahora podemos comenzar a explicar lo que hemos estado observando", agrega Daniel Proga, quien junto a Kallan y varios otros científicos presentaron la teoría en una conferencia sobre investigación espacial en Polonia.

Los astrónomos creen que cierta cantidad de materia escapa de los agujeros negros a través de partículas disparadas desde los polos de las estrellas gigantes colapsadas.

La nueva teoría, sin embargo, sugiere que hay materia adicional que escapa gracias a vientos supersónicos que se generan en un remolino de materia alrededor de la región ecuatoriana de un agujero negro, el disco de acreción.

Proga y sus colegas plantean la hipótesis de que la luz ultravioleta intensa que emana del disco de acreción produce dos clases de vientos.

Entre los dos, producen un escudo que permite que cierto tipo de materia en las regiones externas del disco de acreción pueda escapar, según el centro Goddard.

Astrónomos encuentran un nuevo tipo de agujero negro

Septiembre 12, 2000

WASHINGTON -- Los astrónomos sabían desde hace mucho tiempo que existían dos tipos de agujero negro: el gigante y el pequeño. Ahora han descubierto uno de dimensiones medianas a 10 millones de años luz de la Tierra.

El Observatorio Chandra de Rayos X detectó a principios de año un punto brillante en la galaxia llamada M82 que parecía parpadear con rapidez.

Debido a esta conducta misteriosa y otros factores, los astrónomos anunciaron el martes en conferencia de prensa en la NASA que había una sola explicación posible: el objeto era un agujero negro de un tamaño jamás visto.

Hasta hace 20 años, los agujeros negros existían solamente en teoría. Se creía que si se concentraba suficiente materia en un punto, se crearía una singularidad de tal masa y gravedad que nada, ni siquiera la luz, podría escapar. Su fuerza de gravedad absorbería gases, polvo, estrellas cercanas, y provocaría fenómenos insólitos.

"El tiempo se detiene en un agujero negro. La masa, el tiempo y el espacio se deforman hasta volverse irreconocibles", dijo Donald Kiffen, administrador del programa del Laboratorio Chandra.

Los agujeros negros conocidos hasta el martes son el estelar, con un diámetro de 32 kilómetros, y el supermasivo, que se cree ocupa el centro de la mayoría de las galaxias.

El nuevo objeto fue hallado cuando el Chandra detectó un objeto asombrosamente brillante a 600 años luz de la galaxia M82, dijo la astrofísica Andrea Preswich.

El Chandra es un observatorio orbital lanzado por la NASA en 1999 para recoger rayos X emitidos por explosiones, fuentes de alta energía y otros sucesos de alta temperatura.

Nuevo telescopio permitiría observar interior de agujeros negros

Septiembre 13, 2000

NUEVA YORK -- Un grupo de astrónomos diseñó un telescopio de rayos X tan poderoso que permitiría observar a los agujeros negros cuando absorben materia en galaxias remotas.

Científicos universitarios y del gobierno probaron con éxito un pequeño prototipo en el Centro Espacial Marshall de la NASA en Alabama. El instrumento desarrollado sería un millón de veces más poderoso que los observatorios actuales, dijeron los investigadores.

Los resultados preliminares fueron publicados en la revista Nature.

"Obtener una imagen de un agujero negro será más fácil de lo que se pensaba", dijo el físico de la NASA Nicholas White.

Un agujero negro es un objeto de gran densidad en el centro de una galaxia con una atracción gravitatoria tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Por eso son invisibles a los telescopios convencionales, que captan el espectro visible de luz.

Para hallarlos, los astrónomos observan las estrellas y gases que giran en torno del centro de una galaxia antes de caer en la caldera del núcleo invisible. Al condensarse y recalentarse, la materia emite rayos X.

Los rayos X pueden atravesar los espejos planos convencionales. Por eso, para captarlos, los telescopios requieren espejos con diseños especiales.

El más poderoso en la actualidad es el observatorio Chandra, que está en órbita desde julio.

El nuevo diseño fue desarrollado en la Universidad de Colorado. Utiliza un método llamado interferometría, en la cual varios espejos planos agitan los bordes de los rayos X. Dos juegos de espejos los mezclan y amplían para producir imágenes más nítidas.

El prototipo ensayado podría enfocar la imagen de un objeto del tamaño de un plato sobre el Sol, que está a 150 millones de kilómetros de la Tierra.

"Si se incrementa la resolución un millón de veces, los objetos lejanos aparecerán como si estuvieran en nuestro sistema solar", dijo el astrofísico Webster Cash. Ese instrumento "pondría a nuestro alcance el objetivo fundamental de la astronomía: captar la imagen de un agujero negro".

La NASA usaría esa nueva tecnología en misiones previstas para después del 2010.

Cuando los agujeros negros chocan

09/08/2002

La fusión o unión de dos agujeros negros es capaz de perturbar el tejido del espacio-tiempo, llenándolo de ondas gravitatorias. Esto es lo que sugiere, al menos, un modelo de simulación creado en un superordenador por varios científicos, basándose en las ecuaciones de Albert Einstein.

Las ondas gravitatorias constituyen una forma de radiación pronosticada por el propio Albert Einstein pero que jamás ha sido observada directamente. Los investigadores creen que una colisión entre dos agujeros negros podría ser un magnífico escenario donde encontrarlas. De hecho, la única forma de observar cómo dos agujeros negros se unen entre sí después de chocar sería observar las ondas gravitatorias emitidas por el proceso.

La simulación es un importante paso adelante para los científicos que quieren estar preparados para cuando sea posible realizar una observación de este tipo. John Baker, del Goddard SFC, y sus colegas Manuela Campanelli, Carlos Lousto y Ryoji Takahashi, bautizados como el equipo Lazarus, se han encargado de desarrollar el modelo.

Las ondas gravitatorias avanzan por el espacio como las olas en el mar. Su existencia abrirá una nueva ventana para observar el universo, ya que podrían transportar información sobre agujeros negros y explosiones estelares, e incluso datos sobre el propio Big Bang, la gran explosión que habría dado comienzo al universo. Son producidas por objetos muy masivos en movimiento y avanzan a la velocidad de la luz en un amplio rango de frecuencias, arrancando energía de la fuente.

A diferencia de las ondas luminosas (la radiación electromagnética), no interactúan fuertemente con la materia. Sin embargo, pueden alterar, al avanzar, la distancia existente entre los objetos, como hacen las olas con las boyas marinas. Para cuerpos separados como lo están la Tierra y la Luna, las ondas gravitatorias sólo pueden alterar la distancia entre ellos en una magnitud miles de veces más pequeña que el diámetro de un átomo. Debido a esto, son muy difícil de detectar.

Pero ya hay diversas iniciativas en este sentido. El Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) espera lograrlo desde tierra cuando esté a punto. Y la NASA y la Agencia Espacial Europea quieren llevar a cabo una misión espacial llamada LISA (Laser Interferometer Space Antenna) que haría lo mismo desde el espacio. Para interpretar los resultados, sin embargo, son necesarios modelos, y esto es lo que Baker y sus colegas del Lazarus están intentando.

La unión de agujeros negros, galaxias y estrellas de neutrones, o la aparición de explosiones estelares masivas, pueden producir ondas gravitatorias. El equipo Lazarus ha optado por simular lo que ocurre con dos agujeros negros a punto de fusionarse. Las ecuaciones utilizadas, derivadas de las que presentó Albert Einstein, precisan de un superordenador con al menos 100 Gb de memoria RAM. Los resultados, por su parte, indican que las ondas producidas serán relativamente débiles hasta momentos antes de la fusión. En ese instante, la onda crecerá hasta convertirse en un auténtico "trueno". Después, el nuevo agujero negro único resonará como un "gong".

Los agujeros negros de tamaño estelar producirán ondas con una frecuencia de unos 10 herzios, en la gama detectable por el sensor LIGO. Los agujeros negros supermasivos producirán ondas de 1.000 herzios, detectables desde el LISA.

Atracción fatal

16/08/ 2002

Cuando dos grandes galaxias chocan, los agujeros negros supermasivos que moran en su centro también pueden acabar fusionándose. Una fuerte atracción mutua les obligará a unirse, y no a girar uno alrededor del otro, como podría pensarse. Esta es la conclusión a la que han llegado dos astrofísicos, uno de la americana Rutgers University y otro de la australiana Australia Telescope National Facility, del CSIRO.

El trabajo de David Merritt y Ron Ekers ha consistido en desarrollar un modelo de dos galaxias en colisión y posterior fusión. Las simulaciones muestran que cuando ambas se mezclan, las interacciones entre los agujeros negros y las estrellas harán que los primeros se hundan hacia el centro de la galaxia resultado de la violenta combinación. A medida que se aproximen al núcleo galáctico, expulsarán las estrellas que encuentren en su camino, y acabarán uniéndose.

La mayoría de astrónomos ya asumían que la naturaleza encuentra una forma de reunir a los agujeros negros, dado que no tenemos grandes evidencias de que existan agujeros negros binarios en los centros de las galaxias. Pero ahora tenemos las pistas necesarias para afirmar que los agujeros negros se fusionan realmente entre sí.

La principal pista consiste en los "chorros" de partículas radio-emisoras que son lanzadas desde los núcleos de las grandes galaxias. Estos chorros señalan la presencia de un agujero negro supermasivo, miles o miles de millones de veces más masivo que el Sol. Los chorros emergen no del propio agujero negro, sino del disco de gas y estrellas desmembradas que gira a su alrededor.

En aproximadamente un 7 por ciento de estas galaxias parece como si sus chorros o "jets" hayan cambiado súbitamente de dirección. Los científicos piensan que los jets suelen estar alineados con el eje de rotación del agujero negro. Así, cuando un chorro ha visto cambiada su dirección, quiere decir que el agujero negro ha sido realineado.

Y esto es precisamente lo que ocurre cuando dos agujeros negros se fusionan. Se ha demostrado que incluso un agujero negro relativamente pequeño puede cambiar el ángulo de rotación de otro agujero cinco veces más masivo que él.

Los teóricos aún no saben qué hace que los agujeros negros se unan entre sí una vez han expulsado las estrellas que se encuentran en sus cercanías. Pero cuando la distancia entre ellos se ha reducido al tamaño de nuestro sistema solar, empezarán a radiar energía en forma de ondas gravitatorias. Entonces, se dirigirán inexorablemente hacia la fusión total, girando en espiral cada vez más deprisa. El contacto definitivo estará protagonizado por un enorme estallido de radiación gravitatoria.

El número de radiogalaxias con chorros "torcidos", así como el tiempo de vida (unos 100 millones de años) de los "radio-lóbulos" que producen, sugieren que estas fusiones cósmicas ocurren a un ritmo de una al año. Eso es una buena noticia para quienes planean utilizar instrumentos de ondas gravitatorias para detectarlos.

Alrededor del agujero negro

25/10/2002

Un equipo internacional de astrónomos ha observado directamente una estrella normal que orbita alrededor de un agujero negro supermasivo. Se trata de aquel que parece encontrarse en pleno centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Las imágenes son la coronación a diez años de cuidadosas mediciones.

Se han obtenido gracias al instrumento Adaptive Optics (AO) NAOS-CONICA (NACO), instalado en el telescopio VLT YEPUN de 8,2 metros del observatorio Paranal (European Southern Observatory).

Según los datos obtenidos, hace unos meses la estrella se aproximó al agujero negro central a apenas 17 horas-luz, sólo tres veces la distancia que existe entre el Sol y Plutón. La estrella viajaba entonces a una velocidad de 5.000 km/s.

Las mediciones de la velocidad de las estrellas en el centro galáctico y la emisión variable de rayos-X han servido durante los últimos años a los astrónomos para conseguir evidencias que aseguran la existencia de un agujero negro masivo en el núcleo de nuestra galaxia. Si esto es así, las concentraciones de masa oscura que se observan en muchos otros núcleos galácticos probablemente también sean agujeros negros, aunque aún podrían existir otras alternativas.

El trabajo publicado el 17 de octubre en la revista Nature presenta los resultados de las observaciones, incluyendo imágenes en alta resolución que permiten hacer un seguimiento de dos tercios de la órbita de la estrella, llamada "S2". S2 es la estrella observable más próxima a la radiofuente compacta (y candidata a agujero negro) denominada Sagitario-A, en el centro exacto de la Vía Láctea. Su periodo orbital es de apenas poco más de 15 años.

Las nuevas mediciones excluyen la posibilidad, con un alto grado de certeza, de que la masa oscura central consista en un grupo de estrellas inusuales o partículas elementales. Existen ya pocas dudas de la presencia de un agujero negro supermasivo en el núcleo de nuestra galaxia.

Este se encuentra en la constelación de Sagitario, a tan "sólo" 26.000 años-luz de distancia de nosotros. Las imágenes de la zona permiten discernir miles de estrellas individuales dentro del último año-luz de distancia al centro galáctico, formando un enjambre que gira a su alrededor.

 

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Editor: Fisicanet ®

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