agujero negro supermasivo

Cómo afecta el giro a un agujero negro?

Posted on

El giro de un agujero negro sube el volumen en radio

por Amelia Ortiz · Publicada 17 enero, 2018 ·
17/1/2018 de NAOJ / The Astrophysical Journal


Ilustración de artista del disco de acreción alrededor de un agujero negro supermasivo que gira rápidamente. La rotación del agujero negro puede provocar el chorro de alta velocidad que hace que el objeto emita ondas de radio. Crédito: NAOJ.

El análisis estadístico de un conjunto de agujeros negros supermasivos sugiere que el giro del agujero negro puede jugar un papel en la generación de potentes chorros de alta velocidad que emiten ondas de radio y otras radiaciones al Universo.

Los agujeros negros absorben la luz y todas las demás formas de radiación, haciendo que sea imposible detectarlos. Pero los efectos de los agujeros negros, en particular en los discos de acreción donde la materia es desgarrada y supercalentada mientras se precipita en espiral hacia el agujero negro, puede liberar cantidades enormes de energía. Los discos de acreción que hay alrededor de los agujeros negros supermasivos (con masas de millones de veces la del Sol) son algunos de los objetos más brillantes del Universo. Estos objetos son llamados cuásares, pero sólo un 10 por ciento de ellos emite ondas de radio potentes. Esta emisión se produce cuando una fracción de la materia del disco de acreción evita el destino fatal de caer al agujero negro y sale al espacio formando chorros de alta velocidad expulsados desde los polos del agujero negro.

Pero todavía se desconoce por qué unas veces se forman los chorros y otras no. Un equipo dirigido por el Dr. Andreas Schulze (Observatorio Astronómico Nacional de Japón) investigó la posibilidad de que el agujero negro supermasivo juegue un papel en determinar si se forman los chorros de alta velocidad. Debido a que los agujeros negros no pueden observarse directamente, el equipo de Schulze midió las emisiones de iones de oxígeno [O III] alrededor del agujero negro y del disco de acreción para determinar la cantidad de energía que la materia emite al caer al agujero negro, y a partir de este dato, el giro del agujero negro del centro.

Analizando casi 8000 cuásares del proyecto Sloan Digital Sky Survey, el equipo de Schulze descubrió que en promedio, las emisiones de O III son 1.5 veces más intensas en cuásares que emiten en radio que en cuásares que no lo hacen. Esto implica que el giro es un factor importante en la generación de chorros.

[Fuente]

Anuncios

Formación de agujeros negros y galaxias

Posted on

Arrojan luz acerca de la formación de agujeros negros y galaxias

por Amelia Ortiz · Publicada 21 diciembre, 2017 ·
21/12/2017 de Keck Observatory / The Astrophysical Journal


Imagen de la galaxia que alberga el cuásar. Los colores verdes destacan el gas energético de la galaxia que está siendo iluminado por el cuásar. El azul representa potentes vientos que soplan por toda la galaxia. Los colores rojo-anaranjado representan gas molecular frío en el sistema, observado por ALMA. El agujero negro supermasivo se ubica en el centro del área circular rojo-anaranjada situada ligeramente por debajo del centro de la imagen. Crédito: A. Vayner y equipo.

Las estrellas que se forman en las galaxias parecen verse afectadas por el agujero negro supermasivo del centro de la galaxia, pero el mecanismo por el que ocurre esto no ha quedado claro a los investigadores hasta ahora.

En un nuevo estudio, Andrey Vayner (Universidad de California San Diego) y su equipo han examinado la energía de los potentes vientos generados por el brillante agujero negro supermasivo (conocido como ‘cuásar’) del centro de la galaxia 3C 298, situada a unos 9300 millones de años-luz de distancia. “Estudiamos agujeros negros supermasivos en el Universo muy temprano, cuando están creciendo de forma activa al acretar cantidades masivas de material gaseoso”, explica Shelley Wright (Universidad de California San Diego). “Aunque los propios agujeros negros no emiten luz, el material gaseoso que consumen se calienta hasta temperaturas extremas, convirtiéndolos en los objetos más luminosos del Universo”.

La investigación reveló que los vientos afectan a la galaxia entera e influyen en la aparición de estrellas. “Es notable que el agujero negro supermasivo sea capaz de influir sobre estrellas que se forman a distancias tan grandes”, comenta Wright.

En la actualidad las galaxias vecinas a la nuestra muestran una fuerte correlación entre la masa de la galaxia y la de su agujero negro supermasivo. La investigación de Wright y Vayner indica que 3C 298 no cumple con esta relación de escala, sino que 3C 298 es 100 veces menos masiva de lo que debería dada la masa monstruosa de su agujero negro supermasivo. Esto implica que la masa del agujero negro supermasivo queda fijada mucho antes de que se forme la galaxia y que, en principio, la energía del cuásar es capaz de controlar el crecimiento de la galaxia.

[Fuente]

¿De qué se alimentan los agujeros negros supermasivos?

Posted on

Los agujeros negros supermasivos se alimentan de medusas galácticas

eso1725es – 16 de Agosto de 2017

El instrumento MUSE de ESO, instalado en el VLT, descubre una nueva forma de alimentar agujeros negros

Observaciones de “galaxias medusa”, llevadas a cabo con el Very Large Telescope de ESO, han revelado una forma previamente desconocida de alimentar agujeros negros supermasivos. Parece ser que el mecanismo que produce los tentáculos de gas y estrellas recién nacidas, que dan a estas galaxias su apodo, es el mismo que hace posible que el gas llegue a las regiones centrales de las galaxias, alimentando al agujero negro que se esconde en cada una de ellas y haciendo que brillen intensamente. Los resultados aparecen hoy en la revista Nature.

Un equipo liderado por astrónomos italianos ha utilizado el instrumento MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), instalado en el Very Large Telescope (VLT) en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile, para estudiar cómo las galaxias pueden ser despojadas de su gas. Se centraron en ejemplos extremos de galaxias medusa en cúmulos de galaxias cercanos, llamadas así por los largos “tentáculos” de material que se extienden decenas de miles de años luz más allá de sus discos galácticos [1][2].

Los tentáculos de las galaxias medusa se producen en los cúmulos de galaxias por un proceso llamado “desgarro por presión dinámica” (en inglés, ram pressure stripping). Su mutua atracción gravitatoria hace que las galaxias caigan a gran velocidad en los cúmulos de galaxias, donde se encuentran con un gas caliente y denso que actúa como un potente viento, expulsando colas de gas fuera del disco de la galaxia y desencadenando brotes de formación estelar en su interior.

Se ha descubierto que seis de las siete galaxias medusa estudiadas albergan un agujero negro supermasivo en el centro que se alimenta del gas circundante [3]. Esta proporción es inesperadamente alta (en general, entre las galaxias la proporción es inferior a una de cada diez).

“Nunca antes se había predicho ni se había dado a conocer este fuerte vínculo entre el desgarro por presión dinámica y los agujeros negros activos”, afirma la responsable del equipo, Bianca Poggianti (INAF-Observatorio Astronómico de Padua, Italia). “Parece que el agujero negro central está siendo alimentado porque, parte del gas, en lugar de ser eliminado, alcanza el centro de la galaxia”.

Una pregunta que lleva mucho tiempo sin respuesta es por qué sólo una pequeña fracción de los agujeros negros supermasivos situados en los centros de las galaxias están activos. Los agujeros negros supermasivos están presentes en casi todas las galaxias, así que ¿por qué sólo unos pocos acretan materia y brillan intensamente? Estos resultados revelan un mecanismo previamente desconocido por el que se pueden alimentar los agujeros negros.

Yara Jaffé, que cuenta con una beca de investigación de ESO y ha participado en este artículo científico, explica la relevancia: “Estas observaciones de MUSE sugieren un nuevo mecanismo que canaliza el gas a una zona cercana al agujero negro. Este resultado es importante porque nos permite añadir una nueva pieza al rompecabezas que suponen las conexiones entre los agujeros negros supermasivos y las galaxias que los albergan, algo que aún no comprendemos en toda su plenitud”.

Estas observaciones forman parte de un estudio mucho más amplio que se está desarrollando actualmente y que incluye muchas más galaxias medusa.

“Una vez acabado, este sondeo revelará cuántas galaxias ricas en gas que entran a formar parte de cúmulos, y cuáles de ellas, pasan por un periodo de mayor actividad en sus núcleos”, concluye Poggianti. “En astronomía, durante mucho tiempo ha sido un rompecabezas entender cómo se forman las galaxias y cómo cambian en nuestro universo en expansión que evoluciona. Las galaxias medusa son clave para comprender la evolución de las galaxias, ya que las observamos en pleno proceso de impresionante transformación”.
Notas

[1] Hasta la fecha, se han encontrado solo unas 400 candidatas a galaxias medusa.

[2] Los resultados fueron generados como parte del programa observacional conocido como GASP (GAs Stripping Phenomena in galaxies with MUSE, fenómeno del desgarro del gas en galaxias con el instrumento MUSE), un gran programa de ESO dirigido a estudiar dónde, cómo y por qué puede perderse el gas de las galaxias. GASP está obteniendo datos profundos y detallados de MUSE para 114 galaxias en distintos entornos, específicamente dirigidos a las galaxias medusa. Actualmente estas observaciones siguen en curso.

[3] Se sabe que casi todas, si no todas las galaxias, albergan un agujero negro supermasivo en su centro, entre unos pocos millones y unos cuantos miles de millones de veces tan masivos como nuestro Sol. Cuando un agujero negro atrae materia de su entorno, la materia se calienta mucho y emite energía electromagnética, dando lugar a uno de los fenómenos astrofísicos más energéticos: los núcleos de galaxias activos (AGN, de Active Galactic Nuclei).

[4] El equipo también investigó la explicación alternativa que planteaba que la actividad central del AGN contribuye a la extracción de gas de las galaxias, pero la consideró menos probable. Dentro del cúmulo de galaxias, las galaxias medusa se encuentran en una zona donde es muy probable que el gas denso y caliente del medio intergaláctico forme los largos tentáculos de la galaxia, reduciendo la posibilidad de que se formen por la actividad del AGN. Por tanto, hay fuertes evidencias de que el desgarro por presión dinámica desencadena el AGN y no al revés, lo que supone una nueva forma de alimentar a los agujeros negros.

[Fuente]

Alrededor de agujeros negros

Posted on

SOFIA encuentra polvo frío alrededor de agujeros negros activos energéticos

por Amelia Ortiz · Publicada 14 junio, 2017 ·
14/6/2017 de NASA / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Ilustración de artista del grueso anillo de polvo que puede oscurecer los procesos de mucha energía que se producen cerca del agujero negro supermasivo de un núcleo galáctico activo. Los estudios con SOFIA sugieren que la distribución del polvo es un 30 por ciento más pequeña de lo previsto. Crédito: NASA/SOFIA/Lynette Cook.

Investigadores de la Universidad de Texas han descubierto, con observaciones del observatorio estratosférico para astronomía infrarroja SOFIA de NASA, que el polvo que rodea a los hambrientos agujeros negros activos es mucho más compacto de lo que se pensaba.

La mayoría, quizás todas, las galaxias grandes contienen un agujero negro supermasivo en su centro. Sin embargo, algunos agujeros negros supermasivos son relativamente tranquilos y silenciosos, como el del centro de nuestra Vá Láctea. Pero otros consumen actualmente grandes cantidades de material que está siendo arrastrado hacia ellos, produciendo la emisión de cantidades enormes de energía. Estos agujeros negros activos se llaman núcleos galácticos activos.

Estudios anteriores sugerían que todos los núcleos galácticos activos tienen esencialmente la misma composición. Los modelos indican que poseen una estructura de polvo con forma de dónut, conocido como toro, rodeando al agujero negro supermasivo. Utilizando el instrumento FORCAST de SOFIA, los investigadores observaron las emisiones en el infrarrojo alrededor de 11 agujeros negros supermasivos en núcleos activos de galaxias situados a distancias de 100 millones de años-luz o más, y determinaron el tamaño, opacidad y distribución del polvo en cada toro.

A partir de estas observaciones, los astrónomos han anunciado que los toros son un 30 por ciento más pequeños de lo predicho y que el pico de la emisión en el infrarrojo se produce a longitudes de onda más largas que lo estimado con anterioridad. Esto implica que el polvo que oscurece el agujero negro central es más compacto de lo que se pensaba. También indica que los núcleos galácticos activos radian la mayor parte de su energía a longitudes de onda que no son observables desde tierra porque la energía es absorbida por vapor de agua de la atmósfera de la Tierra.

[Fuente Noticia]

Agujero negro renegado

Posted on

Siguen a un agujero negro supermasivo renegado

por Amelia Ortiz · Publicada 12 mayo, 2017 ·
12/5/2017 de Chandra / The Astrophysical Journal


Este agujero negro supermasivo que se desplaza “hacia atrás” está situado en una galaxia elíptica a unos 3.9 millones de años-luz de la Tierra. Crédito: imagen en rayos X de NASA/CXC/NRAO/D.-C.Kim; imagen óptica de NASA/STScI; ilustración de NASA/CXC/M.Weiss.

Los agujeros negros supermasivos son objetos generalmente estacionarios, situados en el centro de la mayoría de las galaxias. Sin embargo, utilizando datos del observatorio de rayos X Chandra de NASA y de otros telescopios, los astrónomos han encontrado recientemente lo que podría ser un agujero negro supermasivo que se estaría moviendo.

Este posible agujero negro renegado, llamado CXO J101527.2+625911, que contiene unos 160 millones de  veces la masa de nuestro Sol, está situado en una galaxia elíptica a unos 3.9 millones de años-luz de la Tierra. Los astrónomos están interesados en estos agujeros negros supermasivos en movimiento porque pueden revelar datos sobre las propiedades de estos objetos enigmáticos.

Este agujero negro podría haber “retrocedido”, en la terminología que usan los científicos, cuando dos agujeros negros supermasivos menores colisionaron y se unieron para formar uno nuevo. Al mismo tiempo, el choque habría generado ondas gravitacionales, emitiéndolas más intensamente en una dirección que en las demás. Este agujero negro recién formado podría haber recibido un empujón en dirección contraria a la de estas potentes ondas gravitacionales. Este empujón habría sacado al agujero negro del centro de la galaxia, tal como se muestra en la ilustración.

La potencia del retroceso depende de la velocidad y dirección de giro de los dos agujeros negros pequeños antes de que se fusionaran. Por tanto, la información sobre estas propiedades importantes pero esquivas puede obtenerse estudiando la velocidad de agujeros negros en retroceso.

[Fuente Noticia]

El latido arrítmico de un agujero negro

Posted on

NGC 4696: el latido arrítmico del corazón de un agujero negro

por Amelia Ortiz · Publicada 4 mayo, 2017 ·
4/5/2017 de Chandra / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society


Esta imagen combinada contiene datos en rayos X de Chandra (rojo) que ponen de manifiesto el gas caliente del cúmulo, y datos en radio del Karl G. Jansky Very Large Array (azul), que muestran las partículas de alta energía producidas en chorros que son alimentados por el agujero negro. Los datos en luz visible del telescopio espacial Hubble (verde) muestran galaxias del cúmulo así como otras galaxias y estrellas que están fuera de él. Créditos: rayos X de NASA/CXC/MPE/J.Sanders et al.; óptico de NASA/STScI; radio de NSF/NRAO/VLA.

En el centro del cúmulo de galaxias de Centauro existe una gran galaxia elíptica llamada NGC 4696. Todavía a mayor profundidad hay un agujero negro supermasivo enterrado en el interior del núcleo de esta galaxia. Datos nuevos del observatorio de rayos X Chandra y otros telescopios han revelado detalles acerca de este gigantesco agujero negro, situado a unos 145 millones de años-luz de la Tierra. Aunque el agujero negro en sí no ha sido detectado, los astrónomos están conociéndolo a través de sus efectos sobre la galaxia en la que se encuentra y sobre el gran cúmulo que tiene alrededor.

En ciertos aspectos, el agujero negro se parece a un corazón latiendo que bombea sangre hacia el cuerpo a través de las arterias. De modo similar, un agujero negro puede inyectar material y energía en su galaxia y fuera de ella.

Al examinar los detalles de los datos en rayos X obtenidos por Chandra, los científicos han encontrado pruebas de explosiones repetidas de partículas energéticas en chorros originados por el agujero negro supermasivo del centro de NGC 4696. Estos estallidos crean grandes cavidades en el gas caliente que ocupan el espacio entre las galaxias del cúmulo. Los estallidos también crean ondas de choque, similares a estampidos sónicos producidos por aviones de alta velocidad, que viajan recorriendo decenas de miles de años-luz por el cúmulo.

Los investigadores estiman que estas explosiones en el agujero negro, o “latidos”, se han producido cada cinco a diez millones de años. Además de la gran diferencia en las escalas de tiempo, estos latidos también se distinguen de los latidos de corazón típicamente humanos en que no se producen a intervalos particularmente regulares. Las explosiones también parecen haber expulsado gas que ha sido enriquecido con elementos generados por explosiones de supernovas. Las regiones con la densidad más alta en elementos pesados están situadas a la derecha del agujero negro. Una densidad más baja en elementos pesados cerca del agujero negro apoya la idea de que el gas enriquecido procede del centro del cúmulo y está asociado con las explosiones en el agujero negro. La energía producida por el agujero negro también es capaz de impedir que se enfríe la enorme reserva de gas caliente, impidiendo que se forme un gran número de estrellas en dicho gas.

[Fuente Noticia]

Agujeros negros supermasivos con límite de velocidad

Posted on

Rompiendo el límite de velocidad de los agujeros negros supermasivos

por Amelia Ortiz · Publicada 22 marzo, 2017 ·
22/3/2017 de Los Álamos National Laboratory (LANL)


Colapso gravitatorio del Universo según una simulación por computadora. Fuente: Los Álamos National Laboratory.

Una nueva simulación por computadora ayuda a explicar la existencia de extraños agujeros negros supermasivos observados en el Universo temprano. La simulación está basada en un código de computadora utilizado para comprender el acoplamiento entre la radiación y ciertos materiales.

“Los agujeros negros supermasivos tienen un límite de velocidad que controla lo rápido y lo grande que pueden crecer”, explica Joseph Smidt (LANL). “El descubrimiento relativamente reciente de agujeros negros suermasivos en las primeras fases de desarrollo del Universo ha propiciado la aparición de una pregunta fundamental, ¿cómo crecieron tanto tan rápido?”

Utilizando códigos de computadora desarrollados en Los Álamos para crear modelos de la interacción entre materia y radiación, Smidt y sus colaboradores crearon una simulación de estrellas en colapso que creaban agujeros negros supermasivos en menos tiempo de lo esperado, en escalas cosmológicas, durante los primeros mil millones de años del Universo.

“Resulta que aunque los agujeros negros supermasivos tienen un límite de velocidad en su crecimiento, ciertos tipos de estrellas masivas no lo tienen”, comenta Smidt. Los investigadores crearon un modelo en el que se formaban estrellas masivas con una configuración especial, que acababan formando agujeros negros supermasivos en menos tiempo. Además, el modelo inesperadamente encaja con otros fenómenos que observan los astrofísicos de manera rutinaria.La investigación demuestra que los agujeros negros supermasivos simulados interactúan con las galaxias del mismo modo que se observa en la naturaleza, incluyendo los ritmos de formación de estrellas, perfiles de densidad de las galaxias y proporciones térmicas y de ionización de los gases.

[Noticia completa]