fbpx
miércoles, febrero 8, 2023
IniciofísicaIMPRESIONANTE: Imágenes en alta resolución de chorros de materia saliendo de un...

IMPRESIONANTE: Imágenes en alta resolución de chorros de materia saliendo de un agujero negro gigantesco

Hay objetos en el Universo de los que estoy asombrado. Y hay observaciones de ellos que también engendran esos mismos sentimientos.

Anuncios

El DO 287 es uno de ellos. Es un tipo raro de galaxia llamado blazar, donde el centro de la galaxia está emitiendo luz a través del espectro electromagnético, incluidos los rayos gamma de súper alta energía, en cantidades prodigiosas. Justo en esa diminuta región central brilla con la luz de un billón de soles, eclipsando al resto de la galaxia combinada. Afortunadamente, está a 3.500 millones de años luz de distancia. Lo mejor es mantener una parte decente del Universo entre tú y un monstruo como este.

La órbita de un agujero negro de 150 millones de masas solares lo lleva a sumergirse a través del disco de acreción alrededor de un agujero negro de 18 000 millones de masas solares en el centro de la galaxia OJ 287. Crédito: Dey et al.

El motor detrás de esta energía que evapora el alma es un agujero negro que pisoteará tu cerebro: tiene una masa de más de 18 mil millones de veces la del Sol, lo que lo convierte en uno de los más masivos conocidos, y quizás uno de los más masivos posibles. Un vasto disco de material llamado disco de acreción se arremolina a su alrededor, el gas y el polvo se calientan a temperaturas increíbles, ese calor crea las energías que vemos en la galaxia.

Anuncios

Hay más, increíblemente: otro agujero negro supermasivo está en órbita cerrada alrededor del monstruo central, y también es una bestia, 150 millones de masas solares. Su trayectoria elíptica lo lleva a 500 mil millones de kilómetros del agujero negro más grande, que es un largo camino, más de 100 veces la distancia entre el Sol y Neptuno, pero el disco de material es tan grande que se extiende mucho más. Entonces, dos veces por órbita, el segundo agujero negro se sumerge directamente a través de este disco como un cohete que atraviesa una nube. Y cuando lo hace, algún mecanismo que aún no se comprende del todo crea una inmensa explosión adicional de radiación.

¿Quién de nosotros con un poco de imaginación no estaría asombrado de tales fuerzas?

OJ287 fue descubierto hace más de cien años y ha sido estudiado asiduamente desde entonces. Pero las nuevas observaciones realizadas por un equipo de astrónomos han revelado más detalles sobre el funcionamiento interno de la galaxia que nunca antes, y tan interesante como es la ciencia, las observaciones en sí mismas son fenomenales.

Anuncios
Las observaciones interferométricas del agujero negro en la galaxia OJ 287 muestran detalles extraordinarios en su chorro curvo. Un grupo de radiotelescopios en la Tierra (abajo) muestra el blazar, pero incluir más telescopios (centro) da una resolución más alta, e incluir un radiotelescopio en órbita (arriba) hace que estas observaciones tengan la resolución más alta jamás realizada del blazar. Foto: Eduardo Ros / MPIfR (Collage), Gómez et al., The Astrophysical Journal, 2022 (Bilder)

Las observaciones se realizaron en longitudes de onda de radio utilizando un proceso llamado interferometría. Utiliza un proceso complejo para poder combinar simultáneamente las habilidades de los radiotelescopios en todo el mundo, en esencia creando un solo telescopio vinculado con la misma resolución (la capacidad de distinguir detalles en un objeto) como uno del tamaño de la distancia entre ellos. . He escrito sobre esto muchas veces, incluyendo imágenes de la primera «sombra» de un agujero negro, la superficie de una estrella gigante roja y exoplanetas alrededor de otras estrellas.

Obra de arte que representa un agujero negro supermasivo rodeado por un disco de acreción y una corona magnética, con poderosos chorros que se lanzan en direcciones opuestas. Crédito: NASA/CXC/M. Weiss

Esta técnica puede conectar radiotelescopios de todo el mundo, creando un telescopio del tamaño de la Tierra. Pero las nuevas observaciones de OJ287 van un paso más allá: agregaron el radiotelescopio Spektr-R de 10 metros que está en órbita alrededor de la Tierra. La órbita es elíptica, llevándolo cerca de nuestro planeta y casi tan lejos como la Luna. Las observaciones de OJ287 aumentaron la línea base entre telescopios del tamaño de la Tierra a uno 15 veces mayor. Los astrónomos informan que algunas de sus observaciones tienen una resolución de 12 microsegundos de arco, que es tan pequeña que es difícil de comprender. Es como poder ver un cuarto de dólar estadounidense desde la mitad de la Luna.

Anuncios

Hubble tiene una resolución de aproximadamente 0,05 segundos de arco. Estas observaciones son aproximadamente 40.000 veces más nítidas. Yegads. Incluso sus imágenes de menor resolución tienen una resolución de 50 microsegundos de arco. Asombroso.

Lo que muestran las observaciones es un chorro, un intenso haz de materia y energía que sale disparado del agujero negro. En el mismo centro del disco de acreción, los campos magnéticos son intensos y serpentean como tornados por encima y por debajo del disco, levantando material y arrojándolo a una fracción decente de la velocidad de la luz. Da la casualidad de que uno de los chorros del agujero negro Brobdingnagian de OJ287 apunta casi directamente hacia nosotros, por lo que estamos mirando directamente a través de su cañón. Es por eso que vemos rayos gamma y X de él; siguen directamente a lo largo del chorro, y si estuviera dirigido lejos de nosotros, solo veríamos luz de menor energía.

Cuando el eje de giro de un agujero negro se inclina en relación con el plano del material que ingresa, arrastra el material fuera de ese plano a medida que la estructura del espacio-tiempo se deforma alrededor del agujero negro. Crédito: ICRAR

Las observaciones revelan que el jet es extraño. Se curva, en lugar de ser recta, y cuanto mayor es la resolución de la imagen, más parece curvarse. Que podria causar esto?

Una idea es que el agujero negro gira rápidamente y el disco no se alinea con ese giro. A medida que el agujero negro gira, literalmente arrastra el tejido del espacio-tiempo a su alrededor, un proceso llamado efecto Lens-Thirring. Esto torcería el disco, causando que las partes internas se tambaleen de manera similar a como se tambalea un trompo. Eso provocaría la precesión del chorro, apuntándolo en una dirección diferente con el tiempo. Otra idea es que el segundo agujero negro que se sumerge a través del disco de acreción a alta velocidad genera un par de torsión en el disco interior y el agujero negro, lo que también podría causar la precesión del chorro.

Anuncios
La galaxia elíptica M87 tiene un agujero negro supermasivo en su corazón (demasiado pequeño para ser visto en esta imagen del Hubble) que impulsa un vasto chorro de material que grita a miles de años luz. Crédito: NASA, ESA, D. Batcheldor y E. Perlman (Instituto de Tecnología de Florida), el Equipo del Patrimonio del Hubble (STScI/AURA) y J. Biretta, W. Sparks y F.D. Macchetto (STScI) Foto: NASA, ESA, D. Batcheldor y E. Perlman (Instituto de Tecnología de Florida), el Equipo del Patrimonio del Hubble (STScI/AURA) y J. Biretta, W. Sparks y F.D. Macchetto (STScI)

También descubrieron que los campos magnéticos en el chorro se enrollan a su alrededor en un patrón helicoidal, que es similar a lo que se ve en los agujeros negros supermasivos más cercanos a nosotros.

Anuncios

Las formas en que la gravedad y las capacidades de distorsión del espacio de los agujeros negros interactúan con la materia que los rodea aún no se conocen bien. La física es un poco compleja, como puedes imaginar. Pero observaciones como estas son un gran paso para sondear las regiones internas más internas de estos monstruos, justo por encima del punto sin retorno, y cada vez que se hace uno, nos acercamos un poco más a la comprensión.

Con información de MT News

Skycr_editor
Skycr_editorhttps://hdavila.com/
Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
Artículos relacionados

Deja un comentario

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.

Únete a Cosmos Aquí

- Advertisment -spot_img

Más populares

Más recientes

×

Síguenos en Facebook

A %d blogueros les gusta esto: