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jueves, 4 de agosto de 2011

Imágenes en rayos X aclaran enigmas de los agujeros negros

Imágenes en rayos X aclaran enigmas de los agujeros negros. NASA
La comunidad científica ha dado un paso más hacia la comprensión de dos de los mayores enigmas de la astrofísica gracias a unas observaciones recién realizadas en el observatorio de rayos X Chandra de la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio de los Estados Unidos (NASA). Este satélite lanzado en 1999 es capaz de realizar observaciones mediante rayos X, una tarea imposible desde la superficie terrestre debido a que la atmósfera absorbe este tipo de radiación.

Las imágenes obtenidas por Chandra muestran el flujo de gas caliente en dirección a un agujero negro y ayudan a resolver dos problemas fundamentales de la astrofísica moderna: cómo crecen los agujeros negros y cómo se comporta la materia atraída por su intensa gravedad. Los científicos encargados del estudio, de las universidades de Alabama, California, y Michigan (Estados Unidos), han publicado sus resultados en Astrophysical Journal Letters.

El equipo analizó un agujero negro situado a unos 32 millones de años luz de la Tierra, en el centro de una gran galaxia conocida como NGC 3115. Aunque se contaba con datos anteriores sobre material atraído hacia agujeros negros, nunca se había logrado obtener imágenes tan claras de gas caliente a distintas distancias de un agujero negro.

Estas imágenes permitieron a los astrónomos observar un límite crítico en el que el movimiento del gas empieza a ser controlado por la gravedad del agujero negro y provoca la caída en su interior. Esta distancia a un agujero negro se conoce como el radio de Bondi.

«Es apasionante encontrar indicios claros de gas atrapado por un agujero negro masivo», declaró Ka-Wah Wong de la Universidad de Alabama y autor principal del estudio. «La elevada resolución de Chandra proporciona una oportunidad única de conocer la forma en la que los agujeros negros capturan material mediante el estudio de este objeto cercano».

Cuando el gas se acerca al agujero negro se comprime, a raíz de lo cual aumentan su temperatura y brillo. El equipo descubrió que el incremento de la temperatura del gas comienza a una distancia de 700 años luz del agujero negro y seguidamente logró ubicar el radio de Bondi. Esto sugiere que el agujero negro del centro de la galaxia NGC 3115 posee una masa 2 000 millones de veces superior a la del Sol, lo que lo convierte en el agujero negro de estas dimensiones más cercano a la Tierra.

Los datos del observatorio Chandra también han permitido descubrir que el gas cercano al agujero negro del centro de dicha galaxia es más denso que el que se encuentra en su exterior, tal y como habían predicho los investigadores del equipo. Utilizando las propiedades del gas observadas y distintas presuposiciones teóricas, el equipo estimó que cada año una masa de material gaseoso equivalente al 2 % de la masa solar supera el radio de Bondi y queda atraída hacia el agujero negro.

«Un enigma importante de la astrofísica es por qué la zona circundante a los agujeros negros es tan oscura cuando existe tanto combustible para iluminarla», apuntó Jimmy Irwin, coautor del artículo y colaborador del estudio. «Este agujero negro es altamente representativo de este problema».

Existen dos posibles explicaciones: la primera que en el agujero negro cae mucho menos material que el que supera el radio de Bondi, la segunda que la conversión de energía en radiación es mucho menos eficiente de lo que se pensaba.

Los distintos modelos que describen el flujo de material hacia el agujero negro difieren con respecto a la rapidez con la que aumenta la densidad del gas a medida que se acerca al agujero negro. El equipo espera que Chandra aporte observaciones más precisas en el futuro y proporcione a la comunidad astronómica los datos necesarios para descartar algunos de los modelos existentes.

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