29 abr. 2017

Científicos revelan mediante rayos X extraño comportamiento de agujero negro

Los científicos han descubierto un agujero negro que late aproximadamente cada 5 a 10 millones de años, llenando con los materiales y la energía de este bombeo a todo su entorno.

Este agujero negro se encuentra en el centro de una gran galaxia elíptica situada dentro del núcleo del cúmulo de galaxias Centaurus.

Los datos del Chandra y otros telescopios muestran evidencia de estas explosiones repetidas o erupciones, desde el agujero negro.

Estas ráfagas crean cavidades dentro del gas de emisión, y los datos de rayos X evidencian altas temperaturas impregnando el cúmulo de galaxias.

De manera que en el centro del cúmulo Centaurus, hay una gran galaxia elíptica llamada NGC 4696; y dentro de ésta, en sus profundidades, hay un agujero negro supermasivo que está latiendo como si se tratara de un corazón.

Los nuevos datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y otros telescopios ha revelado detalles sobre este agujero negro supermasivo, ubicado a unos 145 millones de años luz de la Tierra. Aunque el propio agujero negro no es detectado visualmente, los astrónomos están aprendiendo sobre el impacto que tiene en la galaxia en la que habita y el grupo más grande de galaxias alrededor de ella.

En cierto modo, este agujero negro se asemeja a un corazón que late y bombea sangre hacia el exterior y por el cuerpo a través de las arterias. Del mismo modo, un agujero negro puede inyectar material y energía en su galaxia anfitriona y más allá de ésta.



Mediante el examen de los detalles de la de rayos X aportados por el Chandra, los científicos han encontrado pruebas de repetidas explosiones de partículas energéticas en chorros generados por el agujero negro en el centro de NGC 4696. Estas ráfagas crear grandes cavidades en el gas caliente que llena el espacio entre las galaxias en cluster. Las explosiones también crean ondas de choque, semejantes a ondas sónicas producidas por los aviones de alta velocidad, que viajan a decenas de miles de años luz a través del cúmulo.

Esta imagen (arriba) compuesta contiene datos de rayos X del Chandra (rojo) que revela el gas caliente en un racimo, y los datos de radio de la NSF Karl G. Jansky Very Large Array (azul) que muestra partículas de alta energía producidas por el agujero negro. Los datos de la luz visible de las galaxias se muestran por el telescopio espacial Hubble (verde), así como las galaxias y las estrellas fuera del cúmulo.

En la imagen de abajo se muestra un campo de visión similar al de la principal imagen compuesta de arriba y es de unos 122.000 años luz de diámetro. La imagen se encuentra girada unos 15 grados a la deracha respecto de la anterior.


Los astrónomos emplean procesamiento especial a los datos de rayos X para enfatizar nueve cavidades visibles en el gas caliente. Estas cavidades están etiquetadas desde la A a la I en una imagen adicional, y la ubicación del agujero negro se marca con una cruz. Las cavidades formadas más recientemente se encuentran más cercanas al agujero negro, en particular los etiquetados A y B.


Los investigadores estiman que estas ráfagas han tenido lugar cada cinco a diez millones de años. Además de las escalas de tiempo muy diferentes, estos ritmos también difieren de los latidos del corazón humano típico en que no ocurren a intervalos regulares en particular.

(Imagen superior) Un tipo diferente de procesamiento de los datos de rayos X revela una secuencia de características curvadas y aproximadamente equidistantes en el gas caliente. Estos pueden ser causados ​​por las ondas de choque (sonoras) generadas por los repetidos estallidos del agujero negro. En un cúmulo de galaxias, el gas caliente que llena el cluster permite a las ondas de sonido -aunque a frecuencias demasiado bajas para ser oídas- propagarse. (Tener en cuenta que las dos imágenes que muestran las cavidades marcadas y esta imagen están giradas ligeramente a la derecha).



En la imagen también muestra un campo de visión más amplio que la imagen compuesta principal y es alrededor de 550.000 años luz. Esta imagen también se ha girado ligeramente en sentido horario respecto a la imagen compuesta principal.



Las ráfagas del agujero negro también parecen haber levantado gas que ha sido enriquecido en elementos generados en explosiones de supernova. Los autores del estudio del cluster Centaurus crearon un mapa (que se muestra más arriba) que muestra la densidad de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Los colores más brillantes en las regiones muestran un mapa con la mayor densidad de elementos pesados y los colores más oscuros muestran regiones con una menor densidad de elementos pesados. Por lo tanto, las regiones con la mayor densidad de elementos pesados están situados a la derecha del agujero negro. La menor densidad de elementos pesados cerca del agujero negro es consistente con la idea de que el mismo enriquece con gas que ha sido levantado fuera del centro de la agrupación por la actividad de ruptura asociado con el mismo agujero negro. La energía producida por el agujero negro también es capaz de hacer decrecer la enorme reserva de gas caliente circundante. Esto ha impedido que un gran número de estrellas que se formen en el gas.

Por BFA
de
http://chandra.harvard.edu/photo/2017/ngc4696/

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