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1/3/15 - DJ:

El rompecabezas de los agujeros negros

T.E.L: 3 min. 35 seg.

Dos recientes investigaciones detallan descubrimientos de un supermasivo agujero negro imposible y un agujero negro de masa intermedia. La "familia" de agujeros negros todavía es un misterio.


Imagen compuesta (rayos-X, óptico y radio) de NGC 2276. El recuadro muestra en ondas de radio al objeto NGC 2276-3c, candidato a agujero negro de masa intermedia. Un "eslabón perdido" en el "árbol genealógico" de los agujeros negros.

El agujero negro de masa intermedia
"En paleontología, el descubrimiento de ciertos fósiles puede ayudar a los científicos a llenar los vacíos evolutivos entre distintos dinosaurios", dijo la española Mar Mezcua del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, quien lideró un reciente estudio y agregó: "Nosotros hacemos lo mismo en astronomía, pero usualmente tenemos que 'cavar' nuestros descubrimientos en galaxias que yacen a millones de años luz de distancia".

El intrigante objeto, llamado NGC-2276-3c, está localizado en un brazo espiral de la galaxia NGC 2276 que se encuentra a 100 millones de años luz de la Tierra. El objeto parece ser un agujero negro de masa intermedia (ANMI o IMBH en inglés).

Por muchos años, los científicos encontraron evidencia de pequeños agujeros negros que contienen entre cinco y treinta veces la masa de nuestro sol. También existe abundante información de los agujeros negros supermasivos que residen en los centros de las galaxias y pueden poseer millones de veces la masa solar.

Como su nombre indica, los ANMI representan una clase entre los dos grupos bien establecidos, con masas en el rango de unos pocos cientos a unos pocos miles de masas solares.

"Los astrónomos han estado buscando mucho estos agujeros de tamaño mediano", comentó el coautor Tim Roberts de la Universidad de Durham. "Hay indicios de su existencia, pero los ANMI han actuado como un pariente perdido hace mucho tiempo que no está interesado en ser encontrado", añadió.

Para saber más sobre el objeto particular, los investigadores lo observaron con rayos-X usando el Observatorio Chandra y en ondas de radio usando el VLBI. Estimaron su masa en 50.000 veces la del Sol.

Una propiedad notable del objeto es que ha producido un poderoso jet o chorro de radio que se extiende por 2.000 años luz. La región a lo largo del chorro de materia parece tener pocas estrellas jóvenes, lo que sería indicio de que los ANMI influyen fuertemente en su entorno.

El agujero negro NGC-2276-3c es una de las ocho fuentes ultraluminosas (ULXs) en la galaxia en cuestión estudiada por Anna Wolter del INAF de Italia. Cientos de ULXs se han detectado en los últimos 30 años; sin embargo, la naturaleza de estas fuentes es todavía materia de debate.
Las observaciones con Chandra muestran que una aparente ULX observada con el instrumento XMM-Newton de ESA es en realidad cinco ULXs, incluyendo NGC-2276-3c. La investigación de Wolter concluye que entre cinco y quince masas solares se forman en NGC 2276. Esta tasa de formación estelar podría haberse disparado por la colisión con una galaxia enana, en apoyo al origen de fusión de los ANMI.

Los resultados de ambas investigaciones se publicarán en papers separados en MNRAS.


EL AGUJERO NEGRO IMPOSIBLE
Los científicos han descubierto el más brillante cuásar en el universo temprano, generado por el más masivo agujero negro conocido a la fecha, según se publica recientemente en Nature.

El cuásar -que se denominó SDSS J0100+2802- poseería un agujero negro central de 12 mil millones de masas solares y una luminosidad de 420 billones de soles. Se encuentra a 12,8 mil millones de años luz de la Tierra.

El descubrimiento es una pieza difícil en el rompecabezas de las teorías sobre agujeros negros en el universo temprano, de acuerdo a Xiaohui Fan astrónomo de la Universidad de Pekín y de la Universidad de Arizona. "¿Cómo un cuásar tan luminoso y un agujero negro tan masivo, pudieron formarse tan pronto en la historia del universo en una era muy pronto después de que las primeras estrellas y galaxias emergieron?", ventiló Fan, reflexivo. Y agregó: "¿Y cuál es la relación entre este agujero negro enorme y su entorno, incluyendo su galaxia huésped?. Este ultraluminoso cuásar con su agujero supermasivo provee un laboratorio único para el estudio de la agregación de masa y formación de galaxias alrededor de agujeros negros muy masivos en el universo primitivo."

Fig.2: En el gráfico, que tiene como foto de fondo al Observatorio Yunnan, se muestra la luminosidad del cuásar SDSS J0100+2802 en comparación con otros objetos similares distantes.

El cuásar data de un tiempo cercano al final de la época de reionización o amanecer cósmico, cuando la luz de las primeras generaciones estelares finalizó con las "edades oscuras" y transformó el universo en lo que vemos hoy.

El reciente cuásar descubierto es siete veces más brillante que la mayoría de los cuásares conocidos con un agujero negro con una masa de 12 mil millones de masas solares. "En comparación, nuestra Vía Láctea tiene un agujero negro con una masa de sólo 4 millones de masas solares; el agujero negro que genera este nuevo cuásar es 3.000 veces más masivo", informó el astrónomo.

"Este cuásar fue descubierto primero con nuestro Telescopio Lijiang de 2.4 metros en Yunnan, China, convirtiéndolo en el único descubierto por un telescopio de tal tamaño a tal distancia y estamos orgullosos de ello", comentó Feige Wang, doctorando de la Universidad de Pekin, coautor del estudio.

Luego del descubrimiento inicial, dos telescopios en Arizona continuaron la labor. Los astrónomos determinaron la distancia y masa con el LBT de 8.4 metros y el MMT de 6,5 metros. Observaciones adicionales se realizaron con el Magellan de 6,5 metros en Las Campanas y el Gemini Norte de 8,2 metros en Mauna Kea.


Fuentes y links relacionados

Sobre las imágenes
  • Figura inicial. Crédito: X-ray: NASA/CXC/SAO/M.Mezcua et al & NASA/CXC/INAF/A.Wolter et al; Optical: NASA/STScI and DSS; Inset: Radio: EVN/VLBI
  • Fig.2: Crédito: Zhaoyu Li/Shanghai Observatory


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