Los agujeros negros que potentes son?

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¿Cómo de potentes son en realidad los agujeros negros?

por Amelia Ortiz · Publicada 13 diciembre, 2017 ·
13/12/2017 de Universidad de Florida / Science


Los agujeros negros poseen campos magnéticos mucho más débiles de lo que se pensaba. Crédito: Michael McAleer/UF News.

Los agujeros negros son famosos por sus músculos: una intensa atracción gravitatoria famosa por engullir estrellas enteras y lanzar chorros de materia al espacio a casi la velocidad de la luz. Pero resulta que la realidad puede no estar a la altura del mito. En un nuevo artículo, científicos de la Universidad de Florida han descubierto que estas roturas del tejido del Universo poseen campos magnéticos significativamente más débiles de lo que se pensaba.

Un agujero negro de 64 kilómetros de ancho a 8000 años-luz de la Tierra llamado V404 Cygni ha proporcionado las primeras medidas precisas del campo magnético que rodea los pozos más profundos de gravedad del Universo. Los autores del estudio han descubierto que la energía magnética alrededor del agujero negro es unas 400 veces menor que las estimaciones rudimentarias anteriores.

Las medidas acercan a los científicos al conocimiento de cómo funciona el magnetismo de los agujeros negros, profundizando en nuestro conocimiento acerca de cómo se comporta la materia bajo las condiciones más extremas, conocimiento que podría ampliar los límites de la energía por fusión nuclear y los sistemas de GPS. Las medidas también ayudarán a los científicos a resolver el misterio de cómo chorros de partículas que viajan a casi la velocidad de la luz son disparados desde los campos magnéticos de los agujeros negros mientras que todo lo demás es engullido en sus abismos.

“Nuestras medidas sorprendentemente bajas forzarán condiciones nuevas sobre los modelos teóricos que previamente se centraban en fuertes campos magnéticos acelerando y dirigiendo los chorros. Esto no lo esperábamos, así que cambia mucho de lo que pensábamos que sabíamos”, explica Stephen Eikenberry (UF).

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Los chorros extragalácticos

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Desvelando los misterios de los chorros extragalácticos

por Amelia Ortiz · Publicada 13 diciembre, 2017 ·
13/12/2017 de University of Leeds / Nature Astronomy

Dos chorros de plasma emitidos desde el agujero negro supermasivo de la radiogalaxia Hercules A, que acaban destruyéndose formando brillantes estelas. Crédito: NASA, ESA, S. Baum and C. O’Dea (RIT), R. Perley and W. Cotton (NRAO/AUI/NSF), and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

Investigadores de la Universidad de Leeds han examinado matemáticamente chorros de plasma expulsados por agujeros negros supermasivos para determinar por qué ciertos tipos de chorros se desintegran en enormes estelas.

Su estudio ha descubierto que estos chorros pueden verse afectados por una inestabilidad nunca antes considerara como importante en la corriente del chorro y que es similar a una inestabilidad que menudo se desarrolla en agua que fluye dentro de una tubería curva o en un contenedor cilíndrico que gira.

“Estos chorros poseen una forma oval estrecha que les proporciona un borde curvo. Es esta forma la que crea un punto débil en el chorro”, explica el Dr. Kostas Gourgouliatos (Universidad de Leeds y Universidad de Durham). “La inestabilidad empieza en el borde curvo, viaja hacia arriba por el chorro y converge en un punto, al que nos referimos como ‘punto de reconfinamiento’. Por debajo de este punto el chorro se mantiene ordenado y compacto, pero todo lo que esté por encima de él será destruido y creará una gran estela cósmica”.

“Cuando el chorro se desintegra formando una estela, emite calor, haciendo que entonces sea más fácil de observar con telescopios. Los chorros y sus estelas son tan brillantes que a veces resplandecen más que sus galaxias progenitoras y siempre son más fáciles de ver que los agujeros negros, cuya presencia se infiere indirectamente en las observaciones espaciales”.

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Guardería estelar floreciente: Sharpless 29

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Una guardería estelar que florece ante nuestros ojos

eso1740es — Foto noticia – 13 de Diciembre de 2017


La cámara OmegaCAM, instalada en el telescopio de rastreo del VLT de ESO, captó esta brillante visión de la guardería estelar llamada Sharpless 29. En esta imagen gigante pueden apreciarse muchos fenómenos astronómicos, incluyendo polvo cósmico y nubes de gas que reflejan, absorben y reemiten la luz de estrellas jóvenes calientes del interior de la nebulosa.

La región del cielo captada en la foto aparece en el catálogo Sharpless de regiones H II: nubes interestelares de gas ionizado, plagado de estrellas en formación. También conocido como Sh 2-29, Sharpless 29 se encuentra a unos 5500 años luz de distancia, en la constelación de Sagitario (el arquero), al lado de la nebulosa de la Laguna, más grande. Contiene muchas maravillas astronómicas, incluyendo la región de gran actividad de formación estelar NGC 6559, la nebulosa del centro de la imagen.

Esta nebulosa central es la característica más llamativa de Sharpless 29. Aunque tiene pocos años luz de tamaño, muestra los estragos que pueden causar las estrellas cuando se forman dentro de una nube interestelar. Las calientes estrellas jóvenes de esta imagen no tienen más de dos millones de años de edad y lanzan flujos de radiación de alta energía. Esta energía calienta el polvo circundante y el gas, mientras que sus vientos estelares erosionan y esculpen de forma espectacular su lugar de nacimiento. De hecho, la nebulosa contiene una prominente cavidad que fue labrada por un sistema energético de estrella binaria. Esta cavidad es expansión hace que el material interestelar se acumule y cree el borde rojizo en forma de arco.

Cuando el polvo interestelar y el gas son bombardeados con la luz ultravioleta de las estrellas jóvenes calientes, la energía hace que brillan intensamente. El difuso resplandor rojo que impregna esta imagen proviene de la emisión de gas de hidrógeno, mientras que la luz azul brillante es causada por la reflexión y la dispersión de pequeñas partículas de polvo. Igual que la emisión y la reflexión, la absorción también aparece en esta región. Hay zonas de polvo que bloquean la luz que viaja hacia nosotros y nos impiden ver las estrellas detrás de él, así como pequeños tirabuzones de polvo que crean las estructuras en forma de filamentos oscuras del interior de las nubes.

El entorno rico y diverso entorno de Sharpless 29 ofrece a los astrónomos una mezcla heterogénea de propiedades físicas para su estudio. La formación activa de estrellas, la influencia de las estrellas jóvenes sobre el polvo y el gas y la perturbación de campos magnéticos, todos estos fenómenos pueden observarse y examinarse en esta área.

Pero las estrellas jóvenes masivas viven rápido y mueren jóvenes. Finalmente acabarán sus vidas explosivamente como supernovas, dejando tras de sí ricos residuos de gas y polvo. En decenas de millones de años, todo esto será arrastrado y solo quedará un cúmulo abierto de estrellas.

Sharpless 29 se observó con la OmegaCAM de ESO, instalada en el telescopio de rastreo del VLT (VST) en Cerro Paranal, en Chile. OmegaCAM produce imágenes que cubren un área más de 300 veces mayor que el sensor con el campo de visión más grande, del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA, y puede observar en una amplia gama de longitudes de onda, desde el ultravioleta a los infrarrojos. Su característica seña de identidad es su capacidad para captar la línea espectral muy roja del H-alpha, creado cuando el electrón de un átomo de hidrógeno pierde energía, algo que ocurre de manera intensa en una nebulosa como Sharpless 29.

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Nuestras vecinas comicas

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Las imágenes de Gaia de nuestras vecinas cósmicas

por Amelia Ortiz · Publicada 14 diciembre, 2017 ·
14/12/2017 de ESA / Astronomy & Astrophysics


Imagen obtenida por Gaia de la Gran Nube de Magallanes. Crédito: ESA/Gaia/DPAC.

Una de las galaxias más cercanas a la nuestra es la Gran Nube de Magallanes, situada a unos 166000 años-luz de distancia, visible a simple vista desde latitudes intermedias y australes. Con una masa de aproximadamente unos 10 mil millones de veces la masa de nuestro Sol (una décima parte de la Vía Láctea) la Gran Nubes de Magallanes alberga una intensa actividad de formación estelar, formando estrellas cinco veces más rápido que nuestra Galaxia. En estas dos imágenes se muestran diferentes aspectos de la población estelar de la galaxia, basadas en datos tomados por el satélite Gaia durante sus primeros 14 meses de operaciones.

La imagen de la izquierda, compilada creando mapas de la densidad total de estrellas detectadas por Gaia en cada pixel de la imagen, muestra la distribución a gran escala de estrellas en la Gran Nube de Magallanes, mostrando la extensión de los brazos espirales. La imagen está salpicada por puntos brillantes; se trata de cúmulos débiles de estrellas. La bandas diagonales son un defecto producido por el modo de escaneo de Gaia e irán desapareciendo gradualmente con la acumulación de datos a lo largo de la misión.

A la derecha, una imagen diferente proporciona un panorama complementario que revela otros aspectos de esta galaxia y sus estrellas. Creada cartografiando la cantidad total de radiación, o flujo, registrada por pixel, esta imagen está dominada por las estrellas más brillantes y masivas, que superan ampliamente a sus contrapartidas más débiles y de menor masa. En esta imagen, la barra de la Gran Nube de Magallanes se dibuja con mayor claridad, junto con regiones individuales de formación de estrellas como la reluciente 30 Doradus, visible justo por encima del centro de la galaxia.

Gaia ha obtenido imágenes también de dos galaxias espirales cercanas: Andrómeda (M31), que es ligeramente más masiva que nuestra Vía Láctea y está a 2.5 millones de años-luz de distancia, y su vecina, la galaxia del Triángulo (M33), situada a unos 2.8 millones de años-luz de distancia. Para todas estas estrellas y más, la segunda edición de datos de Gaia (prevista para abril de 2018) contendrá también medidas de su paralaje, que cuantifica la distancia de una estrella nosotros, y de su movimiento por el cielo. Estos datos permitirán los astrónomos investigar los misterios presentes y pasados de nuestra Galaxia y de sus vecinas.

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La naturaleza elemental de Cas A

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Chandra revela la naturaleza elemental de Cassiopeia A

por Amelia Ortiz · Publicada 14 diciembre, 2017 ·
14/12/2017 de Chandra


Ubicación de los elementos en Cas A: silicio (rojo), azufre (amarillo) calcio (verde) hiero (púrpura). El anillo exterior azul es la onda expansiva de la explosión. Crédito: NASA/CXC/SAO.

¿De dónde proceden la mayoría de los elemento esenciales para la vida en la Tierra? La respuesta: del interior de hornos estelares y de las explosiones que marcan el final de la vida de algunas estrellas. Los astrónomos han estudiado durante mucho tiempo estrellas que explotaron y lo que queda de ellas, para comprender mejor cómo las estrellas producen y dispersan muchos de los elementos observados en la Tierra y en el cosmos en general.

Debido a su estado de evolución único, Cassiopeia A (Cas A) es el más estudiado de estos restos de supernovas. Una nueva imagen del observatorio de rayos X Chandra de NASA muestra la ubicación de diferentes elementos en los restos de la explosión: silicio (rojo), azufre (amarillo), calcio (verde) y hierro (púrpura). Cada uno de estos elementos produce rayos X en intervalos de energía estrechos, permitiendo la creación de mapas de su posición. El anillo exterior azul es la onda expansiva de la explosión.

Los datos de Chandra indican que la supernova que produjo Cas A ha quemado una cantidad prodigiosa de ingredientes cósmicos clave. Cas A ha dispersado el equivalente a 10 000 veces la masa de la Tierra en azufre solamente y unas 20 000 veces la masa de la Tierra en silicio. El hierro de Cas A tiene una masa equivalente a la de 70 000 veces la de la Tierra y los astrónomos detectan un asombroso millón de masas terrestres de oxígeno siendo expulsado al espacio desde Cas A, equivalente a unas tres veces la masa del Sol.

Los astrónomos han hallado otros elementos en Cas A además de los mostrados en la nueva imagen de Chandra. Carbono, nitrógeno, fósforo e hidrógeno han sido detectados también utilizando varios telescopios que observan las diferentes partes del espectro electromagnético. Combinados con la detección del oxígeno, esto significa que todos los elementos necesarios para construir ADN, la molécula que transporta la información genética, se encuentran en Cas A.

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Órbitas de las galaxias vecinas

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Órbitas de las galaxias en el Supercúmulo Local

por Amelia Ortiz · Publicada 12 diciembre, 2017 ·
12/12/2017 de Institute for Astronomy / The Astrophysical Journal

Un equipo de astrónomos ha producido el mapa más detallado de las órbitas de las galaxias en nuestro vecindario local, mostrando los movimientos en el pasado de casi 1400 galaxias hasta una distancia de 100 millones de años-luz de la Vía Láctea.

Los investigadores reconstruyeron los movimientos de las galaxias desde hace 13 mil millones de años hasta la actualidad. El principal atractor gravitatorio de la zona cartografiada es el cúmulo de Virgo, con 600 billones de veces la masa del Sol, situado a 50 millones de años-luz de nosotros. Más de mil galaxias han caído ya en el cúmulo de Virgo, mientras que en el futuro todas las galaxias que se encuentran a menos de 40 millones de años-luz del cúmulo serán capturadas. Nuestra Vía Láctea se encuentra justo fuera de esa zona de captura. Sin embargo, las galaxias de la Vía Láctea y de Andrómeda, cada una con 2 billones de veces la masa del Sol, están destinadas a chocar y fusionarse en 5 mil millones de años.

“Por vez primera, no solo estamos visualizando la estructura detallada de nuestro Supercúmulo Local de galaxias sino que estamos viendo el desarrollo de las estructuras a lo largo de la historia del Universo. Una analogía sería el estudio de la geografía actual de la Tierra a partir del movimiento de las placas tectónicas”, explica Brent Tully, del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái.

Estas fusiones espectaculares solo son parte de un espectáculo mayor. Hay dos patrones de flujo dominantes en este volumen de Universo. Todas las galaxias en un hemisferio de la región (incluyendo nuestra Vía Láctea) se dirigen hacia un único plano final. Además esencialmente cada galaxia está moviéndose, como una hoja en un río, hacia atractores gravitatorios situados a grandes distancias.

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Galaxias primordiales y materia oscura

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Hallan galaxias primordiales masivas inmersas en un vasto océano de materia oscura

por Amelia Ortiz · Publicada 11 diciembre, 2017 ·
11/12/2017 de National Radio Astronomy Observatory / Nature


Ilustración artística de una pareja de galaxias en el Universo muy temprano. Crédito: NRAO/AUI/NSF; D. Berry.

Los astrónomos esperan que las primeras galaxias, formadas apenas unos cientos de millones de años después del Big Bang, compartirán muchos parecidos con algunas de las galaxias enanas que observamos en el Universo cercano en la actualidad. Estas aglomeraciones tempranas de unos pocos miles de millones de estrellas se convirtieron en los componentes básicos de las galaxias más grandes que llegaron a dominar el Universo tras los primeros miles de millones de años.

Sin embargo, observaciones realizadas con ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) han descubierto ejemplos sorprendentes de galaxias masivas, llenas de estrellas, observadas cuando el cosmos tenía menos de mil millones de años de edad. Esto sugiere que los componentes básicos galácticos más pequeños fueron capaces de juntarse y formar galaxias grandes con bastante rapidez.

Los últimos datos de ALMA retrasan esta época de formación de galaxias masivas todavía más al identificar dos galaxias gigantes observadas cuando el Universo tenía solo 780 millones de años de edad, un 5 por ciento de su edad actual. ALMA también reveló que estas galaxias inusualmente grandes se hallan en el interior de una estructura cósmica mucho más masiva, un halo de materia oscura varios billones de veces más masivo que el Sol.

Las dos galaxias se hallan tan próximas entre sí (a menos de la distancia de la Tierra al centro de nuestra galaxia) que en breve se unirán para formar la mayor galaxia jamás observada en ese periodo de la historia cósmica. Este descubrimiento proporciona detalles nuevos acerca de la aparición de galaxias grandes y del papel que la materia oscura juega en la formación de las estructuras más masivas del Universo.

[Fuente]