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27/9/06 - DJ:

La ESA avanza hacia un gran censo de agujeros negros

Los astrónomos que usan el observatorio orbital de rayos gamma, el Integral, han dado un importante paso hacia la estimación de cuántos agujeros negros hay en el universo.
Vía Astroseti

Un equipo internacional, liderado por Eugene Churazov y Rashid Sunyaev, del Instituto de Investigación Espacial, Moscú, y que incluye a científicos de todos los grupos del consorcio Integral, usaron la Tierra como un gigante escudo para ver el número de reveladores rayos gamma del universo distante que disminuían hasta cero, a medida que nuestro planeta bloqueaba su visión.

'Apunta con el Integral a cualquier lugar del espacio y éste medirá los rayos gamma', dice Pietro Ubertini del INAF, Italia, e Investigador Jefe de la cámara de rayos gamma del Integral. La mayor parte de esos rayos gamma no proceed de fuentes cercanas sino de objetos celestiales tan lejanos que no pueden siquiera ser distinguidos como fuentes individuales. Esta emisión distante de rayos gamma crea un resplandor perpetuo que baña el universo.

La mayoría de los astrónomos cree que estos objetos no visibles son agujeros negros súper masivos, millones o billones de veces más pesados que el Sol y situados cada uno en el centro de una galaxia. A medida que los agujeros negros devoran materia, los remolinos de gases liberan rayos X y rayos gamma. Medir con precisión el resplandor, conocido como el fondo de rayos X y de rayos gamma, es el primer paso hacia el cálculo de cuántos agujeros negros están contribuyendo a él y lo lejanos que se encuentran en el universo.

Las nuevas observaciones del Integral fueron hechas durante Enero y Febrero de 2006 y proporcionan datos de alta precisión sobre el fondo de rayos gamma. La clave para el éxito fue el uso de la Tierra como un escudo.

Permitir a la Tierra entrar en campo de visión del Integral va contra el conjunto estándar de observaciones nominales del satélite, ya que los dispositivos ópticos necesitaban determinar si la posición de la nave sería cegada por la brillante Tierra. Por tanto, esta operación requirió importantes esfuerzos de los equipos de ISOC/MOC que operan la misión, que tuvieron que confiar en mecanismos alternativos de control de la nave. Pero el riesgo mereció la pena: midiendo la disminución del flujo de rayos gamma una vez que la Tierra había bloqueado la visión del Integral y haciendo un modelo de la emisión atmosférica de la Tierra, los astrónomos estimaron con precisión el fondo de rayos gamma.

Otro 'extra' de las observaciones del Integral es que los instrumentos complementarios del observatorio permitieron medir simultáneamente la fuerza de los rayos X y los rayos gamma. En el pasado, diferentes satélites habían tenido que medir las distintas energías de los rayos X y gamma, dejando a los astrónomos la tarea de tener que encajar los resultados como las piezas de un rompecabezas.

No es sólo el resplandor global lo que el Integral ha visto. Antes del lanzamiento del satélite, sólo unas cuantas docenas de objetos celestiales eran observados en rayos gamma. Ahora el Integral ve unas 300 fuentes individuales en nuestra galaxia y alrededor de 100 de los agujeros negros súper masivos en otras galaxias. Estos son la punta del iceberg. Los astrónomos creen que hay decenas de millones de agujeros negros activos esparcidos por el espacio, todos contribuyendo al fondo de rayos gamma. Desde las primeras observaciones en la banda más tenue de rayos X se sabe que la suave radiación de fondo está poblada casi por completo por Núcleos Galácticos Activos (Active Galactic Nuclei, AGN). Por tanto es altamente probable que estos objetos sean también responsables aquí a las más altas energías del Integral, incluso aunque todavía no esté probado.

El próximo paso es para los astrónomos el programar modelos por computadora para calcular cómo esta población no visible de agujeros negros se une para dar el resplandor observado. Estos modelos por computadora predecirán el número y distancia de los agujeros negros, y aportará conocimientos del modo en que se comportan en el centro de galaxias jóvenes, de edad media, y viejas. Mientras tanto, el equipo del Integral continuará refinando sus mediciones del desconcertante fondo de rayos gamma.

Notas para los editores

Para más información sobre estos descubrimientos, ver: 'Observaciones del Integral del fondo cósmico de rayos X en el rango de los 5-100 keV por medio de la ocultación por la Tierra' ('Integral observations of the cosmic X-ray background in the 5-100 keV range via occultation by the Earth') (http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0608250), por Churazov et al; 'Emisión severa de rayos X de la atmósfera de la Tierra: simulaciones de Monte Carlo' ('Hard X-ray emission of the Earth's atmosphere: Monte Carlo simulations' (http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0608253)), de Sazonov et al.; 'Albedo de la Tierra en rayos X para la radiación CXB en la banda de 1-1000 keV' ('Earth X-ray albedo for CXB radiation in the 1-1000 keV band' (http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0608252)), de Churazov et al.

Para más información

Eugene Churazov y Rashid Sunyaev Space Research Institute (IKI), Rusia Emails: churazov@hea.iki.rssi.ru, sunyaev@hea.iki.rssi.ru

Pietro Ubertini, Integral IBIS Principal Investigator, INAF, Italia Email: pietro.ubertini@iasf-roma.inaf.it Christoph Winkler, ESA Integral Project Scientist Email: christoph.winkler@rssd.esa.int

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