Agujeros Negros Supermasivos


Un grupo de investigadores de EEUU han descubierto los dos mayores agujeros negros supermasivos que se han encontrado hasta la fecha. El hallazgo ha sido publicado en la revista científica ‘Nature’.

Los agujeros negros son mucho más grandes de lo que esperaban los científicos gracias a las extrapolaciones hechas a partir de las observaciones de las características de la galaxia anfitriona. Estos resultados sugieren que los procesos que influyen en el crecimiento de las mayores galaxias y sus agujeros negros difieren de aquellos que influyen en las galaxias más pequeñas.

Se cree que todas las galaxias masivas con un componente esferoidal albergan agujeros negros supermasivos en sus centros. Las fluctuaciones de luminosidad y de brillo de los quásares en el Universo temprano sugieren que algunos son alimentados por agujeros negros con masas más de 10.000 millones de veces mayores que nuestro sol.

Sin embargo, el agujero negro más grande conocido hasta ahora, perteneciente a la galaxia elíptica gigante Messier 87, tiene una masa de 6.300 millones de masas solares.

El autor principal del trabajo, Ma-Chung Pei, y sus colegas han llegado a estas conclusiones tras la medición de los datos de dos galaxias cercanas, NGC 3842 y NGC 4889. revelan que el mayor agujero negro supermasivo que existen. La galaxia NGC 3842 tiene un agujero negro central con una masa de 9.700 millones de masas solares y la NGC 4889 tiene un agujero negro con una masa comparable o mayor.

Fuente: El Mundo

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Encuentran el «eslabón perdido» de los agujeros negros a 13.000 años luz de la Tierra


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  • Situado en el centro de un cúmulo, tiene una masa de 2.200 soles y puede ser el primero de tamaño intermedio descubierto
 Los agujeros negros de tamaño medio tienen una masa entre 100 y 10.000 soles - CfA / M. Weiss

Los agujeros negros de tamaño medio tienen una masa entre 100 y 10.000 soles – CfA / M. Weiss

El tamaño importa. Al menos en el caso de los agujeros negros, uno de los objetos más extraños y fascinantes de todo el Universo. Desde hace tiempo se conocen dos tipos extremos de estos devoradores de materia: los pequeños, que tienen el peso de varios soles; y los supermasivos, unos gigantes inconmensurables con la masa de millones o miles de millones de soles que suelen estar situados en el centro de las galaxias. Pero los astrónomos llevan mucho tiempo barruntando la existencia de una tercera categoría, una intermedia, con una masa de entre 100 y 10.000 soles. Quizás ya tengan la respuesta. Un equipo del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA) ha encontrado pruebas de un agujero negro de tamaño mediano, con una masa de 2.200 soles, que se esconde en el centro de un cúmulo globular llamado 47 Tucanae, a 13.000 años luz de la Tierra.

¿Y qué tiene esto de particular? «Queremos encontrar agujeros negros de masa intermedia porque son el ‘eslabón perdido’ entre los de masa estelar y los supermasivos. Pueden ser las semillas primordiales que se convirtieron en los monstruos que vemos hoy en los centros de las galaxias», explica Bulent Kiziltan, autor principal del estudio.

La caza de este tipo de agujeros ha estado llena de contradicciones y sinsabores. En 2005, los astrónomos creyeron detectar uno intermedio en un cúmulo de la galaxia vecina Andrómeda, pero modelos alternativos demostraron que los datos podían ser explicados sin ese objeto. En 2014, el candidato M82 X-2 resultó no ser un agujero negro, sino una estrella de neutrones. Y otros propuestos tenía una masa demasiado pequeña. En resumen, que ese «eslabón perdido» seguía perdido.

Así que los astrónomos de Harvard se fijaron en 47 Tucanae, un cúmulo globular de 12.000 millones de años que se encuentra en la constelación austral de Tucana, el tucán. Denso y poblado, contiene miles de estrellas y dos docenas de púlsares en un globo de solamente 120 años luz de diámetro.

En realidad, no es la primera vez que este cúmulo es examinado en busca de un agujero negro central, pero los intentos anteriores no tuvieron éxito. En la mayoría de los casos, estas regiones del espacio se encuentran por la pista de los rayos X procedentes de un disco de material caliente que gira alrededor de ellas. Pero este método sólo funciona si el agujero se está alimentando activamente del gas cercano. El centro de 47 Tucanae no tiene gas, dejando hambriento a cualquier agujero negro que pueda estar al acecho allí.

El agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea también revela su presencia por su influencia en las estrellas cercanas. Años de observaciones infrarrojas han mostrado un puñado de estrellas en nuestro centro galáctico girando alrededor de un objeto invisible con un fuerte tirón gravitacional. Pero el concurrido centro de 47 Tucanae hace que sea imposible ver los movimientos de las estrellas individuales.

Estrellas disparadas

Así que, en este caso, los investigadores tuvieron que arreglárselas y buscar otras evidencias. La primera fueron los movimientos de estrellas de todo el cluster. El ambiente de un cúmulo globular es tan denso que las estrellas más pesadas tienden a caer hacia el centro de la agrupación. Un agujero negro de tamaño mediano en el centro del cúmulo actúa como una «cuchara» cósmica y revuelve la olla, causando que esas estrellas sean catapultadas a velocidades más altas y mayores distancias. Esto imparte una señal sutil que los astrónomos sí pueden medir.

En efecto, mediante el empleo de simulaciones por ordenador de movimientos estelares y distancias, y comparándolas con las observaciones en luz visible, el equipo encontró que un agujero negro intermedio era la única explicación para semejante agitación gravitacional.

Los púlsares, restos compactos de estrellas muertas cuyas señales de radio son fácilmente detectables, también pusieron sobre aviso a los investigadores. Estos objetos también son impulsados por la gravedad del agujero central, haciendo que se encuentren a una mayor distancia del centro del cúmulo de lo que se esperaría si no existiera ningún agujero negro.

En conjunto, para los astrónomos estas pistas sugieren la presencia de un agujero negro de alrededor de 2.200 masas solares dentro de 47 Tucanae. Como este agujero ha eludido ser detectado durante tanto tiempo, los astrónomos creen posible que existan otros parecidos escondidos en otros cúmulos globulares. Habrá que continuar la búsqueda.

A la caza de los agujeros negros invisibles que vagan por el Universo


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  • Un agujero negro supermasivo desgarró y engulló a una estrella hace 3.800 millones de años, lo que hoy permite estudiar el proceso por el que los agujeros dormidos despiertan y comienzan a engullir materia
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Representaciónagujero negro estudiado, Swift J1644+57. Una estrella pasó por las cercanías y fue arrastrada a su interior – NASA/Swift/Aurore Simonnet, Sonoma State U.

Los agujeros negros supermasivos son terribles entidades físicas que devoran la materia y que retuercen la realidad hasta los límites de lo infinito. Sin embargo, la mayor parte de ellos en realidad no está devorando materia ni engullendo estrellas. Los cálculos de los astrofísicos estiman que casi el 90 por ciento de los agujeros negros están dormidos, puesto que no están rodeados por cinturones de gas ni materia que puedan engullir. El problema de estos «inofensivos» agujeros es que resulta casi imposible verlos, porque no emiten luz ni radiación alguna. Por eso, el conocimiento sobre los límites del espacio-tiempo en realidad está muy constreñido a aquellos agujeros que sí están activos: una minoría dentro de la población total.

Pero cuando una estrella pasa demasiado cerca de un agujero negro supermasivo dormido, esa oscuridad y ese silencio llegan a su fin. Esto ocurrió al menos una vez hace unos 3.800 millones de años, cuando el agujero negro supermasivo Swift J1644+57 desgarró a una estrella y le robó su gas. Tal como han concluido astrónomos de la Universidad de Maryland y de Michigan en un artículo publicado este miércoles en Nature, durante este evento, registrado en 2011, se produjo un potente efecto de disrupción de marea. A lo largo de ese fenómeno, el agujero tiró de la estrella y trató de tragársela, convirtiéndola en un disco de acreción (como si fuera un remolino en el fondo de una bañera) que comenzó a girar a su alrededor a una velocidad increíble. Esto es interesante porque ha permitido entender las primeras etapas de la formación de un disco de acreción y también aprender más sobre el comportamiento de los agujeros negros dormidos, que son la fracción mayoritaria entre los agujeros negros supermasivos.

«Antes de este resultado, no había evidencias claras de qué estábamos viendo en las regiones internas de los discos de acreción», ha dicho Erin Kara, investigadora en la Universidad de Maryland y directora de la investigación. Pero en esta ocasión, aquel cuerpo misterioso se ha comportado de forma peculiar. «La mayoría de los eventos de disrupción de marea (en los cuales un agujero desgarra una estrella, incluso generando un efecto de espaguetización) no emiten mucha energía en forma de rayos X. Pero ha habido al menos tres eventos que lo han hecho, y en este caso es la primera vez en que algo así se ha registrado con tanto nivel de detalle».

Normalmente, el disco de acreción de un agujero negro se comporta como la pantalla cónica de las linternas en la que se coloca la bombilla: la superficie reflectante y la forma de cono pueden dirigir la luz (radiación) hacia un lugar concreto. Pero en este trabajo, todo indica que los rayos X detectados en el agujero negro supermasivo Swift J1644+57 se originaron en el interior del disco y no en la superficie, lo que no concuerda con esta concepción.

La explicación para este fenómeno está en los eventos de disrupción de marea, unos fenómenos en los cuales el agujero emite entormes haces de partículas aceleradas hasta casi la velocidad de la luz. La casualidad quiso que este agujero, detectado en 2011, emitiera haces justo en la dirección de la Tierra. De lo contrario, no habría sido detectado.

Aparte de eso, las observaciones mostraron que Swift J1644+57 fue tan voraz al consumir su estrella, que incluso superó el límite teórico de Eddington: esta magnitud, marca la velocidad máxima a la que un agujero negro puede consumir materia.

Por eso, este hallazgo puede ayudar a entender cómo los agujeros negros supermaivos son capaces de crecer, hasta acumular masas que son millones de veces superiores a las del Sol.

La «sociología» de los agujeros negros

«Entender la población de agujeros negros en general es imporante. Han jugado un importante en la evolución de las galaxias. Y, aunque hoy en día estén dormidos, en el pasado no lo estuvieron», ha dicho Chris Reynolds, investigador en la Universidad de Maryland y coautor del estudio. «Si solo nos fijamos en agujeros negros activos, podemos estar analizando una muestra de la población muy sesgada. Podría ser que esos agujeros negros tuvieran algunas peculiaresdades. de ahí la imporatncia de estudiar a toda la población para evitar confusiones».

Por eso, en conclusión, esta investigación permite entender mejor el proceso por el cual un agujero negro supermasivo devora a una estrella, el llamado evento de disrupción de marea. Y además, facilita entender cómo estos cuepros crecen y evolucionan junto a las galaxias.

Para observar esto, los astrónomos usaron los rayox X para hacer un mapa del disco de acreción de este agujero negro, usando una técnica llamada «mapeado por reverberación de rayos X». Al igual que el eco en una habitación puede dar pistas sobre el tamaño de la estancia, el tiempo que emplearon los rayos X en ser reflejados desde ciertos átomos del disco sirvió para estimar la velocidad y la dirección de giro del disco de acreción.

En el futuro esto podría servir para hacer mapas para tratar de entender en qué dirección giran los agujeros negros, y en general para entender la evolución de los agujeros y averiguar cómo despiertan y cómo se duermen estos gigantes tan importantes en la evolución del Universo.

Stephen Hawking resuelve el mayor misterio de los agujeros negros


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  • Los agujeros negros no podrían hacer desaparecer la información acerca de una partícula por completo por lo que no serían «tan negros» como ahora mismo creemos
ABC El físico Stephen Hawking dice haber resuelto la «paradoja de la pérdida de información»

ABC | El físico Stephen Hawking dice haber resuelto la «paradoja de la pérdida de información»

Fue hace dos días en Estocolmo. Durante una charla en el KHT Institute of Technology el físico británico Stephen Hawking volvió a sorprender al mundo asegurando haber «ampliado» sus ideas sobre la naturaleza de los agujeros negros. Pero la mayor sorpresa se produjo entre los presentes, en su mayor parte físicos especialistas en el estudio de estos oscuros objetos espaciales, cuando Hawking anunció el hallazgo de un nuevo mecanismo capaz de resolver la que se conoce como la «paradoja de la pérdida de información», un auténtico puzzle que trae de cabeza a los científicos desde hace cuatro décadas. Incluso llegó a decir que la información «tragada» por un agujero negro podría ser transportada a otros universos ajenos al nuestro.

Pero vayamos por partes. Hasta hace pocas décadas, la ciencia sostenía que un agujero negro era la «ultima frontera» de la materia, un lugar tan denso y con una fuerza gravitatoria tan enorme que ningún objeto o partícula que tuviera la mala suerte de caer dentro podría volver a salir jamás. Y esto vale incluso para los fotones, las partículas que transportan la luz a la mayor velocidad conocida y posible en nuestro Universo, 300.000 km por segundo. Ni siquiera la luz, pues, es capaz de escapar de las fauces de uno de estos «monstruos» espaciales cuando ha sido atrapada por él.

Pero entonces, en 1975, el propio Hawking logró demostrar que, en realidad, los agujeros negros «no son tan negros» como se creía y son capaces de emitir radiación. Una radiación, por cierto, que desde entonces lleva su nombre y se conoce como «radiación Hawking». El fenómeno, aparentemente imposible, se produce justo en el llamado «horizonte de sucesos», esto es, la línea imaginaria que rodea a un agujero negro y que lo separa del resto del Universo. Cualquier cosa que atraviese esa línea se perderá para siempre en el interior del agujero. Pero justo sobre ella es posible que de un par de partículas entrelazadas una termine «devorada» y la otra, al contrario, quede libre y salga disparada hacia el espacio.

Lo malo es que la radiación Hawking planteaba un serio problema. Si los agujeros negros emiten radiación, eso significa que van perdiendo masa, aunque sea a un ritmo muy pequeño. Y la consecuencia de ir perdiendo masa de forma continua es que el agujero negro se iría haciendo cada vez más pequeño hasta desaparecer por completo del Universo, evaporándose y sin dejar rastro de nada de lo que llegó a tener dentro.

«Paradoja de la pérdida de información»

Se da la circunstancia de que uno de los pilares de la Mecánica Cuántica, sin la cual la teoría no funcionaría en absoluto, se basa en el hecho de que la información cuántica que lleva incorporada la materia jamás se destruye. Cualquier partícula de materia, en efecto, lleva íntimamente asociada la información física sobre las características que le permiten existir tal y como es. Cosas como su masa, su carga, su momento angular… Y si fuera cierto que los agujeros negros pueden evaporarse, toda esa información cuántica sobre el estado de cada partícula se perdería para siempre. Lo cual llevaría a la posibilidad de que varios estados diferentes podrían acabar convirtiéndose en uno solo. Algo que no tiene ningún sentido en el Universo en que vivimos y que cuestionaría seriamente todo lo que sabemos, o creemos saber, sobre la naturaleza de la materia, el espacio y el tiempo.

El problema se conoce como la «paradoja de la pérdida de información», y los mejores físicos del mundo llevan cuarenta años intentando resolverlo.

Por eso la afirmación de Hawking en Estocolmo ha causado tanta sorpresa. Si es cierto que ha descubierto un nuevo mecanismo capaz de preservar la información, tal y como manda la Mecánica Cuántica, estaremos ante una nueva prueba de que la teoría es correcta y capaz de explicar realmente el Universo que nos rodea.

«Propongo –dijo Hawking durante su intervención– que la información no se almacena en el interior del agujero negro como era de esperar, sino en sus límites, en el horizonte de sucesos, de donde la información puede escapar». El mecanismo propuesto por Hawking sugiere que, justo al pasar por el horizonte de sucesos, la frontera externa de un agujero negro, todas las partículas dejan una especie de «copia» de sí mismas que puede escapar de las garras del agujero negro en forma de radiación. Con lo que la información no quedaría destruída ni siquiera cuando el agujero negro desaparezca.

Sin embargo, esa información, después de tal proceso, sería totalmente inservible. Si quemamos un diccionario en una hoguera, toda la información que contiene seguirá existiendo en sus cenizas, pero será imposible de recuperar. Algo parecido sucedería con la información cuántica asociada a las partículas de materia tras ser sometidas a la«trituradora» del agujero negro.

Universos alternativos

Claro que, según Hawking, existe otra interesante posibilidad, que es que la información «perdida» en el agujero negro esté, en realidad, almacenándose en otros universos alternativos al nuestro. Lo cual nos lleva a la sugerente idea de que los agujeros negros podrían ser, en realidad, una especie de «puentes» o «pasadizos» hacia universos paralelos.

«El mensaje de esta lectura –afirmó Hawking– es que los agujeros negros no son tan negros como los pintan. Y no son las prisiones eternas que pensábamos hasta ahora. Las cosas, en efecto, pueden escapar de un agujero negro, y también volver a salir en otro universo».

«La existencia de historias alternativas para los agujeros negros –prosigue el científico– sugiere que esto podría ser posible. El agujero tendría que ser grande y estar girando para poder ser un pasaje hacia otro universo. Pero nunca podríamos regresar al nuestro. Así que, aunque me interesan los viajes espaciales, yo no voy a intentar hacer eso».

Tras el inesperado anuncio, la comunidad científica espera ahora con impaciencia la publicación de un artículo en el que se expliquen todos los detalles de esta nueva teoría. Un artículo que, al parecer, podría publicarse dentro de apenas unos meses.

El «Ojo de Sauron» servirá para medir el Universo


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  • Encuentran una nueva forma de medir con precisión las enormes distancias que nos separan de las galaxias
El «Ojo de Sauron» servirá para medir el Universo

NASA/CXC/CfA/J.Wang et al.; Optical: Isaac Newton Group of Telescopes, La Palma/Jacobus Kapteyn Telescope; Radio: NSF/NRAO/VLA

Un equipo de investigadores dirigido por Sebastian Hoenig, de la Universidad de Southampton, ha encontrado en los agujeros negros supermasivos una nueva forma de medir con precisión las enormes distancias que nos separan de las galaxias, a decenas y centenares de millones de años luz, resolviendo así uno de los mayores problemas de la astronomía. El trabajo, publicado en Nature, ha sido llevado a cabo en el Observatorio Keck, en Háwai.

El método es similar al más utilizado por los astrónomos en tierra, que miden tanto el tamaño físico como el angular, o “aparente” de las galaxias para calcular a qué distancia se encuentran.

La investigación se utilizó para obtener una distancia muy precisa de la galaxia NGC4151, conocida como “el ojo de Sauron” por su parecido al maléfico ojo del Señor de los Anillos, que hasta ahora no estaba disponible. NGC4151 resulta de la máxima importancia para medir con precisión la masa de los agujeros negros.

Las medidas tomadas hasta ahora, en efecto, la situaban a una distancia comprendida entre los 4 y los 29 megaparsec (Un megaparsec equivale a 3,26 millones de años luz). Con su nuevo método, los investigadores han logrado determinar que el ojo de Sauron se encuentra a 19 megaparsecs de nosotros.

Sin embargo, e igual que en la película, el anillo juega un papel fundamental en esta medición. Todas las grandes galaxias del Universo albergan en sus centros un gigantesco agujero negro. Y en cerca de una décima parte de todas las galaxias, esos agujeros negros supermasivos siguen creciendo a base de absorber enormes cantidades de material de sus alrededores. En ese proceso, los materiales “devorados” se calientan hasta el extremo de volverse brillantes, convirtiéndose en “núcleos galácticos activos”, una de las fuentes de emisión más energéticas de todo el Universo.

El polvo y los gases ardientes forman un anillo alrededor del agujero negro central y emiten radiación infrarroja, que es precisamente lo que los investigadures han utilizado como “regla” para medir las distancias. Sin embargo, el tamaño aparente de este anillo es tan pequeño (debido a su distancia), que es necesario realizar las observaciones utilizando interferometría por infrarrojos para combinar hasta diez grandes telescopios del diez metros del Observatorio Keck, para tener el mismo poder de resolución que tendría un telescopio con una lente de 85 metros.

Un pequeño retraso

Para medir el tamaño físico del anillo de polvo, los investigadores midieron el pequeño retraso temporal que existe entre la emisión de luz desde muy cerca del agujero negro y la emisión de infrarrojos. Ese retraso corresponde a la distancia que la luz debe recorrer (a 300.000 km por segundo), desde el agujero negro hasta el anillo de material que lo rodea.

Combinando esta distancia física con el tamaño aparente medido desde el observatorio Keck, los investigadores fueron finalmente capaces de determinar la distancia que nos separa del ojo de Saurón.

En palabras de Hoenig, “uno de nuestros hallazgos más importantes es que la distancia determinada con este nuevo método es tremendamente precisa, con apenas un 10 por ciento de incertidumbre. De hecho, si nuestros resultados para NGC4151 son aplicables a otros objetos, podemos estar ante un método muy superior a cualquier otro para determinar las distancias de las galaxias, y basado en simples principios de la geometría. Más aún, el método se puede utilizar en muchas más fuentes de lo que permite cualquiera de los métodos actuales”.

“Esas distancias -prosigue el investigador- resultan claves para fijar los parámetros cosmológicos que caracterizan nuestro Universo, y también para medir con precisión la masa de los agujeros negros. De hecho, NGC4151 es un ancla fundamental para calibrar diversas técnicas para estimar las masas de los agujeros negros. Nuestra nueva distancia implica que estas masas pueden haber sido subestimadas sistemáticamente hasta en un 40 por ciento”.

Hoenig, junto a colegas de Dinamarca y Japón, prepara actualmente un nuevo programa para extender su trabajo a muchos otros núcleos activos de galaxias. El objetivo es establecer las distancias precisas de una docena de galaxias de esta forma para después usarlas para ajustar los parámetros cosmológicos actuales. Y todo con un margen de error extremadamente pequeño, mucho menor del que se tenía hasta ahora.

Hallan dos agujeros negros entrelazados en un baile cósmico


ABC.es

  • Situados muy lejos de la Tierra, a 3.800 millones de años luz, giran entre sí y pueden estar a punto de fusionarse
Hallan dos agujeros negros entrelazados en un baile cósmico

NASA/JPL
Dos agujeros negros, en su «tango» gravitacional

Un grupo de astrónomos ha descubierto lo que parecen ser dos agujeros negros supermasivos en el centro de una galaxia remota, a 3.800 millones de años luz de la Tierra, que giran entre sí como si fueran compañeros de baile. Este avistamiento astronómico «increíblemente extraño», en palabras del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, fue realizado con la ayuda del telescopio espacial WISE. Posteriores observaciones de seguimiento con el radiotelescopio ATCA, en Australia, y el Gemini Sur, revelaron que el chorro de uno de los agujeros ha cambiado de forma y se bambolea, probablemente empujado por el peso del chorro del segundo.

«Creemos que el chorro de un agujero negro ha sido desplazado por el otro, como si de una danza con cintas se tratara», señala Chao-Wei Tsai, del JPL. «Si es así, es probable que los dos agujeros negros estén bastante cerca y se encuentren entrelazados gravitacionalmente», añade.

En un primer momento, los científicos pensaron que la extraña estructura se trataba de nuevas estrellas formándose a un ritmo frenético, pero que tras inspeccionarlo con más detalle, se dieron cuenta de que el fenómeno «se parece más a una fusión de agujeros negros gigantes», indica Peter Eisenhardt, director del proyecto WISE en el JPL.

Los astrónomos creen que casi todas las grandes galaxias albergan al menos un agujero negro supermasivo con una masa equivalente a miles de millones de soles. El misterio es cómo consiguen engordar tanto. Una vía es devorando materiales existentes a su alrededor. Otra, el canibalismo galáctico. Cuando las galaxias colisionan, estos agujeros negros masivos sucumben en el centro de la nueva estructura, enredándose en una especie de «tango» gravitacional. En ocasiones, se convierten en un único agujero negro incluso más masivo.

Primero, una «lenta»

El «baile» de estos dos agujeros negros comienza lentamente, con los objetos dando vueltas entre sí a una distancia de unos pocos miles de años luz. Pocos agujeros negros han sido identificados en esta temprana fase de fusión. Como continúan dando vueltas uno alrededor del otro, se acercan, separados únicamente por unos pocos años luz.

En la etapa final en la fusión de los agujeros negros, estos envían ondas gravitacionales a través del espacio y el tiempo. Los investigadores buscan activamente estas ondas utilizando estrellas muertas llamadas púlsares con la esperanza de comprender mejor el funcionamiento de los agujeros negros danzantes.

Midiendo agujeros negros


El Pais

  • El del centro de la galaxia NGC 4526 tiene una masa de 450 millones de veces la del Sol, según los resultados de un nuevo método de estimación

Ilustración de un agujero negro en el centro de una galaxia de disco. / NASA

“Las masas de los agujeros negros de los centros galácticos están correlacionadas con multitud de propiedades de la propia galaxia, lo que sugiere que unos y otras evolucionan juntos”, afirman unos científicos europeos y estadounidenses que, aprovechando precisamente esta relación, han desarrollado un nuevo método para medir la masa del agujero negro. Según sus cálculos, el que está en la galaxia NGC 4526 tiene una masa equivalente a 450 millones de veces el Sol. Timothy A. Davies (del Observatorio Europeo Austral, ESO) y sus colegas basan su técnica en la dinámica de las nubes de gas del entorno del agujero negro y la comparan con modelizaciones de cómo sería se moverían esas nubes con y sin agujero.

Todo lo que hay en el entorno a un agujero negro se ve afectado por su enorme gravedad, la materia acaba cayendo en él y desaparece de la vista, pero antes de ese punto de no retorno su comportamiento delata que está precipitándose hacia el pozo cósmico. Las observaciones de estos fenómenos permiten a los científicos deducir las propiedades del agujero negro protagonista.

Los investigadores explican en la revista Nature que existen ya varios métodos para medir directamente la masa de los agujeros negros, todos ellos basados en la observación del entorno del mismo, por ejemplo el movimiento de las estrellas atraídas por la potente gravedad del agujero o el comportamiento del gas ionizado a su alrededor. Cada técnica es más idónea para un tipo u otro de galaxia.La ventaja del nuevo método propuesto y ensayado por Davies y sus colegas es que, según explican ellos mismos, será muy práctico con los telescopios de nueva generación que operan en la banda milimétrica de ondas radio, como el observatorio internacional ALMA (instalado en el norte de Chile) que está dando sus primeros pasos. Estos telescopios están formados por decenas de antenas que funcionan de modo sincronizado (por interferometría) y con ellos, aplicando la nueva técnica, se podrá medir la masa de un agujero negro de una galaxia muy rápidamente, en menos de cinco horas de observación. Así, con el nuevo sistema de medir basado en la dinámica del gas molecular, “se podrá estimar la masa del agujero negro en cientos de galaxias del universo cercano, muchas de las cuales son inaccesibles con las técnicas actuales”, escriben los investigadores en Nature.

Descubren los agujeros negros supermasivos más cercanos a la Tierra


El Mundo

Los astrónomos han descubierto el primer par de agujeros negros supermasivos en una galaxia espiral similar a la Vía Láctea a unos 160 millones de años luz, por lo que se convierten en los más cercanos a la Tierra conocidos hasta ahora, según ha informado la NASA.

Los agujeros negros se encuentran cerca del centro de la galaxia espiral NGC 3393 y fueron identificados gracias a las observaciones realizadas por el observatorio de rayos-X Chandra.

Los científicos han calculado que ambos están separados por tan sólo 490 años luz, por lo que creen que pueden ser el remanente de la fusión de dos galaxias de masa desigual que se produjo hace más de mil millones de años.

“Si esta galaxia no estuviera tan cerca, no habríamos tenido ninguna posibilidad de ver por separados los dos agujeros negros como los hemos visto”, dijo Pepi Fabbiano del Centro de Atrofísica Harvard-Smithsonian (CfA) en Cambridge (Massachusetts).

“Esta galaxia está justo delante de nuestras narices en lo que se refiere a los estándares cósmicos, por lo que nos hace preguntarnos cuántas de estas parejas de agujeros negros nos hemos estado perdiendo”, señaló en una nota de prensa difundida por la NASA.

Las observaciones anteriores en frecuencia rayos-X y en otras longitudes de onda hacían creer que había tan sólo un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia NGC 3393.

No obstante, una mirada de largo alcance realizada con los potentes instrumentos de Chandra permitieron a los investigadores detectar y separar los agujeros negros.

Los agujeros negros son objetos tan densos que la fuerza de la gravedad que generan no deja escapar nada que cae en su campo de acción. Algunos pueden tener un tamaño “estelar” y se supone que proceden de la explosión de una supernova, pero otros tienen un tamaño equivalente al de miles de millones de soles y se denominan “supermasivos”.

Agujeros negros inesperados


El Pais

  • Las galaxias del universo primitivo tienen objetos superdensos de los que no escapa ni la luz – La destrucción de una estrella produce un potente destello

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Los agujeros negros, esos objetos tan masivos que de ellos no pueden escapar ni las partículas de la luz, siguen sorprendiendo a los científicos. “No teníamos ni idea de qué harían los agujeros negros en las galaxias primitivas y ni siquiera si existirían; ahora sabemos que están allí y que crecen como locos”, dice el astrónomo Ezequiel Treister. Y debe de haber unos 30 millones de esos agujeros negros supermasivos del universo primitivo, si se extrapolan los resultados de las últimas observaciones del cosmos lejano realizadas por este investigador de la Universidad de Hawai y sus colegas.

Otro agujero negro también ha llamado mucho la atención recientemente. En este caso parece que se trata del que ha engullido una estrella masiva que se le acercó demasiado. A finales del pasado marzo, los astrónomos detectaron en una galaxia bastante lejana un potente estallido de alta energía y pensaron que era un destello de rayos gamma más; pero enseguida se dieron cuenta de que este era muy extraño por su larga duración y por su brillo excepcional (100 veces superior a lo normal).

“El fogonazo generó una cantidad tremenda de energía durante un período bastante largo de tiempo y sigue emitiendo aún, dos meses y medio después. Esto se debe a que, al resultar desgarrada la estrella por el agujero negro, la materia hace un remolino, como el agua que se va por el desagüe de una pila, y ese proceso emite una enorme cantidad de energía”, explica Joshua Bloom.

Este investigador lidera el equipo internacional, con participación de varios científicos españoles, que ha dado a conocer este fenómeno en dos artículos publicados en el último número de la revista Science, mientras que Treister y su equipo presentan sus agujeros negros del universo primitivo en Nature.

El agujero que se ha tragado la estrella masiva se denomina Sw1644+57 y está en una galaxia situada a unos 3.800 millones de años luz. El fogonazo inicial fue detectado el pasado 28 de marzo -aunque pudo comenzar tres o cuatro días antes- por el telescopioSwift de la NASA, diseñado precisamente para detectar desde el espacio los llamados estallidos de rayos gamma que se producen constantemente en el cielo. A continuación, fue observado con otros telescopios en órbita -incluido el Hubble, el Chandra y el XMM-Newton (ambos de rayos X)- y en la Tierra.

“Es un fenómeno realmente único”, dice Alberto J. Castro-Tirado, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (del CSIC), uno de los españoles que ha participado en las observaciones y análisis del extraño fogonazo de alta energía. “También en nuestra galaxia, la Vía Láctea, existe un agujero negro en el centro, pero está dormido, como en hibernación, porque engulle materia de su entorno a un ritmo pausado”. El astro, que seguramente resultó engullido en Sw1644+57, -los científicos hablan aún de hipótesis porque puede haber otras explicaciones de lo observado- resultaría destruido al acercarse al agujero negro por la gravedad: como la atracción gravitatoria es superior en la cara de la estrella orientada al agujero negro que en la opuesta, el cuerpo resulta estirado y se desgarra.

Pero el proceso es todavía más curioso. “Parte de la materia de la estrella [al caer en el agujero negro] es expelida y confinada en dos chorros”, continúa Castro-Tirado. Y da la casualidad de que, en este caso, uno de los chorros está orientado en la línea de observación de la Tierra, por lo que los astrónomos lo captan de frente con toda su energía. Así se explicaría el brillo extremo observado en este fenómeno, que no ilumina uniformemente a su alrededor sino solo en los dos haces de alta energía, emitidos en sentido opuesto. Bloom y sus colegas estiman que aproximadamente el 10% de la masa del astro tragado se ha convertido en energía irradiada en rayos X. Sw1644+57 se sigue estudiando y poco a poco los científicos irán dando a conocer más datos y análisis -se barajan otras interpretaciones.

Si 3.800 millones de años luz se considera una gran distancia, mucho más lejanas están las galaxias en las que se han encontrado los otros agujeros negros, los del universo primitivo. Están a unos 13.000 millones de años luz, así que su luz fue emitida cuando apenas habían pasado 800 ó 900 millones de años desde el Big Bang.

Treister y sus colegas apuntaron el Chandra durante seis semanas a un fragmento pequeño del cielo para observar los objetos lejanísimos y, combinando las imágenes con las de otros telescopios, buscar agujeros negros en unas 200 galaxias primitivas. No solamente han descubierto agujeros supermasivos en muchas de ellas sino que, además, han observado que crecen a la vez que las galaxias que los alojan. Esto se había observado ya en el universo más cercano, pero nunca a esas grandes distancias. “La mayoría de los astrónomos piensan que en el universo actual los agujeros negros y las galaxias son, en cierta medida, simbióticos en su crecimiento, pero ahora mostramos que esa relación de dependencia mutua ha existido desde el inicio de los tiempos”, señala Priya Natarajan, de la Universidad de Yale (EE UU).

Como esos agujeros negros jóvenes están casi completamente envueltos en densas nubes de gas y polvo, su entorno no suele verse con los telescopios ópticos, pero los rayos X emitidos en los violentos procesos de las proximidades del agujero (al engullir materia) atraviesan ese velo de gas y polvo y los observatorios especiales que captan esa radiación pueden ver lo que allí acontece.

El choque de agujeros negros causa temblores que recorren el universo


La Razón

  • El catedrático de Física Teórica de la Universidad de Caltech (California), Kip Thorne, ha explicado que el choque entre agujeros negros provoca vibraciones y temblores en el espacio-tiempo que se propagan a través de ondas gravitatorias por todo el universo a la velocidad de la luz.

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Se trata del último hallazgo realizado por el físico en el Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (Proyecto LIGO, en sus siglas en inglés) y que trata de buscar respuestas a lo que Thorne llama ‘el universo curvo’ y que se ha convertido “en una de las áreas más activas de la investigación actual”, según ha señalado.

Durante su participación en una conferencia, dentro del ciclo de Astrofísica y Cosmología de la Fundación BBVA, Thorne ha señalado que su investigación actual gira en torno a los efectos de la fuerza de la gravedad en el espacio-tiempo. En este sentido ha indicado que los “objetos masivos”, como los cúmulos en que se agrupan miles de galaxias o las estrellas de neutrones; deforman el espacio-tiempo por efecto de su gravedad y “en ocasiones la gravedad es tan intensa que el tejido del espacio-tiempo se curva infinitamente“.

Esta teoría ha sido aplicada por Thorne en relación a los agujeros negros. De este modo, ha destacado la teoría de cómo la materia que se acerca a estos objetos forma los llamados ‘discos de acreción’, que se forman a su alrededor atraídos por el núcleo del cuerpo central y contribuyendo a su aumento de masa.

Esta teoría también ha demostrado que “cuando se produce un choque entre agujeros negros es que el espacio tiempo vibra y ese temblor es transportado por las llamadas ondas gravitatorias, se propaga a la velocidad de la luz por todo el universo”, ha apuntado. El científico Albert Einstein ya predijo la existencia de estas ondas, cuya detección, según ha señalado Thorne, no se ha conseguido hasta ahora.

Por ello, el investigador estadounidense continúa adelante con este proyecto. Concretamente, en los años 70 y 80 desarrolló una teoría sobre la emisión de ondas gravitatorias y actualmente ha decidido centrarse en el problema de la detección. Para ello, ha explicado que deberán “detectar variaciones en distancias inferiores a un protón”.

Otro de los hallazgos realizados en relación a los agujeros negros es que los vórtices que los acompañan se mantienen después de una colisión o una fusión, es decir, “existen agujeros negros con cuatro o seis vórtices”, ha explicado Thorne.

En cuanto a la posibilidad de crear agujeros negros con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el científico ha explicado que se trata de unos cuerpos tan pequeños “como el núcleo de un átomo” por ello no está relacionado con la “física natural” en la que él se maneja, sino con la física cuántica. Sin embargo se ha mostrado “muy ilusionado” con este avance del LHC.

a conferencia de Thorne inaugura el ciclo sobre Cosmología y Astrofísica de la Fundación BBVA y que repasa, según ha explicado la fundación, las cuestiones más candentes de la investigación astrofísica actual. Entre los ponentes se encuentran los premios Nobel de física James Cronin y Gerard Hooft; la astroquímica Ewine Van Dishoeck; y el director del Instituto Max Planck, Martin Asplund.