por Calla Cofield
26 Octubre 2015

del Sitio Web Space

traducción de Adela Kaufmann
Versión original en ingles

 

 

 

 

El agujero negro supermasivo

En el centro de la Vía Láctea,

Conocido como Sagitario A*. 
Crédito: NASA / CXC / Univ. De Wisconsin / Y.Bai. Et al.
 

 


Cuando el super masivo agujero negro en el centro de la Vía Láctea expulsó un número excepcionalmente alto de poderosas llamaradas de rayos X el año pasado, hizo que los astrónomos se preguntasen - ¿es esta una señal de que la bestia se tragó una nube de gas que pasaba, o es una típica falta de etiqueta cósmica de los agujeros negros?

 

El agujero negro en el centro de la Vía Láctea (vídeo abajo), conocido como Sagitario A* (Sgr A*, para abreviar), es normalmente muy tranquilo - no come mucho material, y hay relativamente poca luz irradiando desde la región a su alrededor.

 

 

 

 

 

 

 

Es por eso que el aparente repunte en llamaradas de rayos X brillantes fue una sorpresa para los científicos.

  • ¿Podrían las brillantes llamaradas observadas en agosto 2014 deberse a una nube de gas pasando demasiado cerca del agujero negro, y se convirtió en un bocado inesperado?

     

  • Y si ese es el caso, ¿qué dicen los científicos acerca de lo que sucede exactamente al material que cae en un agujero negro?

     

  • Por otra parte, ¿son este tipo de grupos de llamaradas típicos de los agujeros negros, y un ejemplo de la limitada comprensión de los científicos de estas poderosas bestias?

Próximas observaciones pueden arrojar algo de luz sobre estos oscuros objetos.

 

 

 

 

Actividad de llamarada brillante se incrementa

 

Usando un doble poder de observación, el observatorio Chandra de rayos X de la NASA y el Telescopio Espacial de la Agencia Espacial Europea XMM-Newton han estado observando a Sgr A* (pronunciado "estrella Sagitario-A") de forma intermitente desde 1999.

 

En los últimos tres años, el tiempo de la cobertura total ha aumentado gracias a una serie de dedicadas campañas de observación.

 

En largos tramos, los detectores del Chandra verían sólo actividad de rayos X "en reposo" de Sgr A*, y luego, de repente, aparecería un brillante destello. El centro de la Vía Láctea es una de las regiones más densamente pobladas de la galaxia, y la vista entre la Tierra y Sgr A* está bloqueado por estrellas y nubes de gas.

 

Los científicos del Chandra apreciaban la luz que se las arreglaba haciendo su camino hacia sus detectores, según Daryl Haggard, un astrofísico de la Universidad McGill en Montreal, que estudia el agujero negro utilizando datos de Chandra.

 

Haggard es co-autor de un nuevo estudio sugiriendo que había un aumento de dos a tres veces en el número de bengalas luminosas emitidas por Sgr A* a partir de agosto de 2014 y se extendió hasta noviembre de 2014 (el documento no muestra un aumento general en la tasa de llamaradas).

 

En un período particularmente activo, cinco llamaradas de rayos X brillantes estallaron de Sgr A* en un marco de tiempo que normalmente sólo se ve una.

 

Una de las llamaradas, vista en septiembre, fue tres veces más brillante que cualquier otra llamarada detectada a partir de esa región. El nuevo papel veía 15 años de datos del Chandra y del XMM-Newton, así como los datos del telescopio espacial de SWIFT, en un esfuerzo por demostrar que el aumento no era más que un resultado de mayor tiempo de observación.

 

¿Qué estaba sucediendo para causar el aumento? Según la nueva investigación, hay dos ideas principales.

 

 

 

 

G2 - El Misterioso Objeto

 

La primera hipótesis implica un objeto controversial llamado G2.

 

En 2011, un grupo de astrónomos utilizando el Telescopio Muy Grande en Chile anunciaron que este temerario cósmico iba a hacer una mecida muy apretada alrededor de Sgr A*. Qué es lo que sucedería durante este acercamiento era un tema de acalorado debate, porque los científicos no podían decir con certeza lo que G2 era - una nube de polvo puro o un objeto compacto rodeado de una nube de polvo.

 

Si G2 es un objeto sólido, entonces debería haber oscilado alrededor de Sgr A* sin ser arrastrado más allá del horizonte de sucesos, más allá del cual nada, ni siquiera la luz, puede escapar.

 

Pero si es gas puro, los científicos predijeron que la gravedad del agujero negro lo untaría como una voluta de humo, y una cantidad considerable de material se convertiría en el almuerzo de Sgr A*.

 

Eso teóricamente, produciría un aumento en la luz emitida desde la región alrededor del agujero negro, porque cuando el material cae en un agujero negro se acelera rápidamente, haciendo que irradie luz.

 

Eso significa que si G2 es una nube de polvo, podría haber proporcionado a los científicos la primera observación en tiempo real a corto plazo de un agujero negro comiendo. Observar a una de las criaturas cósmicas más monstruosas en el universo devorar una comida justo en nuestro propio patio trasero sería una oportunidad única para los científicos.

 

Les diría sobre cómo los agujeros negros crecen durante su vida, y proporcionaría nuevos conocimientos sobre la extraña física que tiene lugar cerca del borde de estos pozos de gravedad extrema. Imagine a un científico que está tratando de estudiar los leones en la naturaleza, pero nunca llega a verlos cazar y devorar a su presa - G2 podría finalmente permitir que los científicos observasen a Sgr A* en acción.

 

La emoción era palpable cerca del período previo de enfoque de G2 a Sgr A*.

 

Andrea Ghez, astrofísico de la Universidad de California en Los Angeles y uno de los científicos que confirmaron la existencia de Sgr A*, dijeron que era uno de los,

"eventos más observados de la astronomía en mi carrera."

Y luego, nada...

 

Chandra no vio nada, ni tampoco ninguno de los otros telescopios que estaban en ese momento observando.

 

Stefan Gillessen, investigador en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Alemania y uno de los promotores principales de la teoría de la nube de gas, sostuvo que G2 todavía podría ser una nube de gas puro, pero que la dinámica de cómo y cuándo sería atraído a Sgr A* era diferente de lo previsto originalmente. Los científicos no entienden completamente cómo el material podría comportarse alrededor de un agujero negro.

 

La nueva sugerencia de que Sgr A* liberó un mayor número de llamaradas brillantes a finales de 2014 podría ser el espectáculo de luz que falta, según Gabriel Ponti, un investigador con el grupo de Max Planck y autor principal del nuevo estudio.

 

Tal vez el material de G2 llevó más tiempo de lo esperado a caer hacia el agujero negro e irradiar.

"Hace un año o así, pensamos que [G2] no tenía absolutamente ningún efecto en Sgr A*, pero nuestros nuevos datos plantean la posibilidad de que eso podría no ser el caso", dijo Ponti en un comunicado del Chandra.

 

Una campaña de monitoreo a largo plazo de la Vía Láctea, del

Agujero negro supermasivo ha revelado alguna actividad inusual.

Por lo general relativamente tranquilo, el agujero negro (llamado Sagitario A*)

Tuvo un incremento de llamaradas de rayos X brillantes a mediados de 2014.

Este aumento coincidió con el paso cercano

Del misterioso objeto G2 cerca del agujero negro.

Los astrónomos continuarán observando el agujero negro

Para determinar la verdadera naturaleza del aumento de la actividad brillante de rayos-X.

Crédito: NASA / CXC / MPE / G.Ponti et al

Ilustración: NASA / CXC / M.Weiss


 

 

 

 

Un Grupo de Llamaradas

 

Ponti advierte que la nueva investigación no puede confirmar la conexión entre la actividad de llamaradas y G2 - no hay evidencia para demostrar que no es sólo una coincidencia.

 

Además, el documento señala que las observaciones en luz infrarroja parecen demostrar que G2 ha sobrevivido a su viaje alrededor de Sgr A*, lo que sugiere que no es una nube de gas puro.

 

Esto no descarta la posibilidad de que una parte del gas de G2 fue tirado hacia el agujero negro, pero significa que los científicos tendrían que tener un nuevo modelo para cuánto gas podría ser desviado de G2.

 

Y eso plantea la cuestión de cuán rápido se mueve a través de la región alrededor de un agujero negro, y alrededor de Sgr A*, en particular.

  • ¿Fluye hasta fauces abiertas del agujero negro en una corriente moviéndose rápidamente sin problemas (video más abajo), al igual que la crema se mueve a través del café?

  • ¿O es lento, como la melaza a través del asfalto?

 

 

 

 

 

 

Si este brote de explosión de actividad se debe al paso de G2, sugeriría que el material cae muy rápidamente, según Haggard. De hecho, se sugiere que el material, básicamente cae en caída libre medida que se acerca al horizonte de sucesos del agujero negro.

 

La probabilidad de una conexión de G2 a la mayor actividad de llamaradas "a mí me parece tenue", dijo Haggard a Space.com.

 

Ella prefiere una posibilidad alternativa - que los agujeros negros normalmente exhiben "agrupación de llamaradas", o estallidos de actividad que varían del comportamiento "normal" que exhiben la mayor parte del tiempo.

 

Ponti escribe en su blog de la página Web de Chandra que otros agujeros negros que acreciente la materia a una velocidad similar a Sgr A* (pero que son millones de veces menos masivos) también muestran,

"modulación a largo plazo en sus propiedades de llama."

 

 

NOTA: Otro factor a considerar es que un objeto llamado G1, visto antes que G2 y con una apariencia física similar, se acercó a Sgr A* a una distancia similar en 2001, pero,

"no había evidencia particular para que pase nada inusual como resultado del paso de G1."

Sin embargo, también señala que "el control de rayos X era mucho más escasa" en el momento.

 

 

La llamarada de rayos X más grande desde que el

Agujero negro supermasivo de la Vía Láctea fue detectado.

Chandra captó esta llamarada, que era 400 veces más brillante

Que la producción habitual del agujero negro, en septiembre de 2013.

Los investigadores también vieron una segunda llamarada de rayos X de gran

Hace un poco más de un año más tarde.

Crédito: NASA / CXC / Amherst College / D.Haggard et al. 

 

 

 

 

Iluminando un agujero negro

 

Los científicos todavía están tratando de entender por qué los agujeros negros como Sgr A* podrían lanzar llamaradas en racimos periódicos, en lugar de lanzarlos manera uniforme con el tiempo.

 

Podría tener que ver con la forma en que la atracción gravitatoria del agujero negro destruye la materia a medida en que ésta cae hacia él, tal vez dividirla en grupos, como un collar de perlas, que luego caen uno tras otro, cada uno creando su propia llamarada. También podría tener que ver con las propiedades magnéticas del agujero negro.

 

El Event Horizon Telescope, una red mundial de radiotelescopios, se dedica actualmente al estudio de la bestia monstruosa que vive en el corazón del hogar galáctico de la Tierra.

 

Ningún dato ha salido del proyecto todavía, pero la colaboración puede proporcionar las mejores imágenes de la historia de un agujero negro.

"En la actualidad, no sabemos si la variación observada tiene algo que ver con G2 o no, y estamos ansiosos por saber lo que los nuevos datos recogidos en 2015 nos dirán," Ponti, escribió en un blog en el sitio web Chandra de la Universidad de Harvard.

El objeto conocido como G2 puede no haber proporcionado una merienda para Sgr A*, de la forma en que muchas personas esperaban.

 

Pero no deja de ser un objeto fascinante, potencialmente algo que los astrónomos nunca han visto antes. El grupo Ghez de investigadores de la UCLA han propuesto que pueden ser dos estrellas que se fusionaron en una sola, y están preguntando si este tipo de estrellas fusionadas son típicas alrededor Sgr A*, y por qué.

 

Sgr A* es el ejemplo más cercano que tenemos de una de las criaturas más fascinantes del universo: un objeto con una fuerza gravitacional tan poderosa que puede curvar la luz, o evitar que alguna vez escape. Hay agujeros negros en el universo que son más brillantes que galaxias enteras, y otros que son casi completamente invisibles.

 

Los científicos aún no están seguros si caer en un agujero negro podría implicar ser rallado en tiras largas como espaguetis, o aplastado por todo el material que cayó en antes.

 

Las llamaradas detectadas por Chandra y XMM proporcionan pistas sobre lo que ocurre con los que entran en la guarida del león cósmico.