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23/7/08 - DJ:

Filtros polarizados para estudiar cuasares

Tiempo estimado de lectura: 2 min. 10 seg.

Por primera vez, un equipo internacional de investigadores encontró una forma de ver discos de acreción alrededor de agujeros negros.
Un agujero negro y su brillante disco de acreción forman un cuásar, la poderosa fuente de luz en el centro de algunas galaxias. Usando un filtro polarizado, el equipo aisló la luz emitida por el disco de acreción de la luz producida por otra materia en la vecindad del agujero negro.
UKIRT en Mauna Kea a través de IRPOL

De acuerdo a Robert Antonucci, el proceso físico que los astrónomos encuentran más atractiva para explicar la fuente de energía de los cuásares involucra materia cayendo hacia un agujero negro supermasivo, espiralando en un disco al acercarse al horizonte de eventos, la superficie que marca el límite de los agujeros negros. En el proceso, la fricción causa que la materia se caliente y produzca luz en todas las longitudes de onda del espectro, incluyendo infrarroja, visible y ultravioleta. Finalmente, la materia cae al agujero negro, aumentando la masa de éste.

"Si es cierto, podemos predecir de las leyes de la física cómo debería ser el espectro electromagnético de un cuásar", dice Antonucci. Pero probar esta predicción ha sido imposible hasta ahora porque los astrónomos no han sido capaces de distinguir entre la luz emanada del disco de acreción y las nubes de gas ionizado en el área del agujero negro.

Al agregar un filtro polarizado al Telescopio Infrarrojo del Reino Unido (UKIRT) en Mauna Kea, Hawaii, el equipo liderado por Makoto Kishimoto, astrónomo del Instituto Max-Plank en Alemania pudo eliminar la luz indeseada y medir el espectro del disco de acreción. Al hacerlo, demostraron que el espectro concuerda con lo previamente predicho. Los investigadores usaron además los datos recogidos del analizador de polarización del Very Large Telescope en Chile.

Esquema de cómo funciona la observación de luz polarizada
El esquema muestra cómo funciona la observación de polarización. El objeto arriba a la izquierda es uno de los cuásares observados. Se piensa que la luz se origina de un disco de acreción alrededor de un agujero negro con una fuerte contaminación de nubes de gas y polvo, como se muestra en el panel superior derecho. Al poner un filtro de polarización, estas nubes se suprimen de la vista, ya que su luz no está polarizada, permitiendo observar sólo la luz que sí lo está.

Lo que hace posible que el filtro funcione es que la luz directa no está polarizada - es decir, que no tiene preferencia en cuanto a alineamiento direccional de su campo eléctrico. El disco de acreción emana luz directa, así como las partículas de polvo y el gas ionizado. Sin embargo, una pequeña cantidad de luz del disco de acreción, que es la luz que los investigadores quieren estudiar, refleja el gas localizado muy cerca del agujero negro. Esta luz está polarizada.

Esto es posible gracias al instrumento IRPOL (polarímetro infrarrojo) construido por la Universidad Hertfordshire, en el UKIRT.

"Estudiar el espectro de un objeto como un cuásar provee a los astrónomos con una increíble cantidad de información valiosa acerca de sus propiedades y procesos. Nuestro entendimiento de los procesos físicos en el disco es todavía pobre, pero ahora al menos estamos confiados en el panorama general", añadió Antonucci.

El hallazgo es publicado en la edición del 24 de julio de Nature.



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The characteristic blue spectra of accretion disks in quasars as uncovered in the infrared
Makoto Kishimoto et al.
Nature 454, 492-494 (24 July 2008)
DOI:10.1038/nature07114


Crédito imágenesSobre las imágenes


Esquema:M. Kishimoto y Schartmann






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