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Un brillo inesperado en el agujero negro de la Vía Láctea

Algo ha ocurrido en el tranquilo agujero negro masivo que tenemos en el centro de nuestra galaxia, llamado Sgr A *, ya que se ha observado durante unas 2 horas un brillo inesperado, esto es porque seguramente habrá atrapado tal vez gas y polvo cercano al agujero. Este brillo se ha observado en observaciones en el infrarrojo cercano y se ha realizado con observaciones del Telescopio Keck y el VLT, mostrando que Sgr A * alcanzó niveles de flujo mucho más brillantes de lo normal.  Este aumento en el brillo y la variabilidad puede indicar un período de mayor actividad o un cambio en su estado de acreción.  Los posibles orígenes del brillo pueden deberse a cambios en el flujo de acreción como resultado del paso más cercano de la estrella S0-2 al agujero negro en 2018 o de una reacción tardía al acercarse al objeto polvoriento G2 en 2014.

La siguiente imagen de 2014 obtenida desde el VLT (Very Large Telescope de ESO) me parece realmente espectacular,  muestra el movimiento de una nube de gas y polvo en su acercamiento y alejamiento por el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia, a esta nube de polvo se la llama “G2”, que ya hemos nombrado antes. Podemos ver en la imagen la posición de la nube en los años 2006, 2010, 2012 y 2014. A las imágenes se les ha dado color para mostrar el movimiento de la nube: rojo (el objeto se aleja) y azul (el objeto se acerca). La cruz marca la posición del agujero negro supermasivo. Por lo que se puede apreciar con esta composición de imágenes es que la nube de polvo sobrevivió al paso cercano por el agujero negro.

G2_agujeronegro
  Imagen de: ESO/A. Eckart, rótulos Universo Blog

Se cree que esta nube de polvo ha sobrevivido a su paso porque no lo haría a la distancia necesaria como para ser engullido por el agujero negro y a que tal vez se trate de un objeto mucho más masivo y no una simple nube de gas y polvo. G2 no parece haber sido estirada de manera significativa, por lo que se cree que es un objeto muy compacto. Lo más probable es que sea una estrella joven con un núcleo masivo que sigue acretando material. Tal vez ese paso en ese año haya producido ahora el misterioso brillo en el Sagitario A*

Captura
Posición del agujero negro supermasivo de nuestra galaxia (Sagitario A)

Mediante el instrumento GRAVITY de ESO se ha estudiado este tremendo agujero negro y se han hallado evidencias de grupos de gas girando alrededor del 30% de la velocidad de la luz en una órbita circular justo fuera de Sagitario A*, orbitando ya en zonas de no retorno, en el vídeo siguiente se puede ver un zoom al centro galáctico y una animación con la explicación de las observaciones. Este vídeo comienza con una vista amplia de la Vía Láctea y luego se enfoca en una visualización de datos de simulaciones de movimientos orbitales de gas que giran alrededor del 30% de la velocidad de la luz en una órbita circular alrededor del agujero negro supermasivo Sagitario A *.

Créditos: ESO / Gravedad Consorcio / L. Caminar / N. Risinger (skysurvey.org)

Para saber más:

Artículo: Variabilidad sin precedentes de Sgr A * en NIR

¿Qué es un agujero negro?

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Histórico, la primera imagen de un agujero negro

Por fin se ha obtenido la primera imagen de un agujero negro, concretamente del que se encuentra en el centro de la galaxia M87, un agujero negro supermasivo a 55 millones de años luz de nosotros y que es 6500 millones de veces más masivo que el Sol. Lo ha conseguido el proyecto mundial Event Horizon Telescope, en el que mediante muchos radiotelescopios del mundo se ha conseguido mediante interferometria crear entre todos ellos un radiotelescopio virtual del tamaño de la Tierra con una sensibilidad sin precedentes, en el que han colaborado más de 200 científicos de todo el mundo. La imagen obtenida corresponde al horizonte de sucesos, una zona limite del agujero negro donde se ilumina la materia antes de ser engullida por el agujero negro. Esta es la histórica imagen:

Primera imagen de un agujero negro, se puede ver el horizonte de sucesos iluminado, Créditos: Proyecto Event Horizon Telescope

Gracias a esta imagen se ha podido comprobar la teoría de la relatividad de Einstein que ya preveía como sería una agujero negro, estudiando los enormes e históricos resultados se podrá saber mucho más sobre estos exóticos e increíbles objetos.

¿Qué es un agujero negro exactamente?

Un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella.

Se define también como una ROTURA DEL ESPACIO-TIEMPO

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La curvatura del espacio-tiempo es una de las principales consecuencias de la teoría de la relatividad general de acuerdo con la cual la gravedad es efecto o consecuencia de la geometría curva del espacio-tiempo. Los cuerpos dentro de un campo gravitatorio siguen una trayectoria espacial curva, aún cuando en realidad pueden estar moviéndose según líneas de universo lo más “rectas” posibles a través un espacio-tiempo curvado.

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Imaginemos que estiramos una sabana, y estirada dejamos en su centro una bola de hierro. La sabana se hundirá por el peso de la bola, ese hundimiento del espacio lo genera la gravedad, es espacio se deforma, sí ahora dejamos sobre la sábana otra bola más pequeña será atraída hacia la más grande ya que el espacio se ha deformado y cae hacia ella. La gravedad genera en el espacio esos pozos, cuando se rompe ese espacio se produce un agujero negro.

Captura

Sí nuestro Sol concentrara toda su masa hasta unos 3 km de diámetro. En ese punto la luz se retendría  debido a la enorme gravedad. Sí este corazón estelar se comprime hasta que tenga densidad infinita y volumen cero estaremos ante un agujero negro. Se genera un singularidad y  un agujero negro. Se produce la rotura del espacio y del tiempo.

Captura

La gravedad de un agujero negro, provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada,llamada horizonte de sucesos. Esto es previsto por las ecuaciones de campo de Einstein. El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo los fotones. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio.

Captura

No todas las estrellas se acaban convirtiendo en agujeros negros. Podemos saberlo a partir de la masa del sol:

-Sí una estrella es menor en 1.4 veces la masa del Sol se convertiría en una enana blanca.

-Sí la masa se haya entre 1.4Ms y 3Ms se convertiría en una estrella de neutrones alcanzando altas densidades, estas estrellas son las causantes de los pulsares (altas rotaciones emitiendo energía electromagnética).

-Sí la estrella tiene una masa superior a 3Ms el colapso de la misma la convertirá en un agujero negro.

¿Porque no puede escapar la luz de un agujero negro?

-Nada puede superar la velocidad de la luz, para escapar es necesario superar la velocidad de escape de un agujero negro que es superior a la velocidad de la luz.

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Si en esa formula cambiamos v por la velocidad de la luz y despejamos R, obtenemos el radio de Scwarzschild, que nos da el radio del horizonte de sucesos, que es la imagen que ha podido obtener el proyecto Event Horizon Telescope. Cuanto mayor masa tenga una estrella y menor radio tendrá muchas posibilidades de convertirse en un agujero negro.

Partes de un agujero negro:

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Tipos de agujeros negros:

Agujeros negros supermasivos: con masas de varios millones de masas solares. Se hallarían en el corazón de muchas galaxias. Se forman en el mismo proceso que da origen a los componentes esféricos de las galaxias.

Agujeros negros de masa estelar. Se forman cuando una estrella de masa 2,5 veces mayor que la del Sol se convierte en supernova e implosiona. Su núcleo se concentra en un volumen muy pequeño que cada vez se va reduciendo más. Este es el tipo de agujeros negros postulados por primera vez dentro de la teoría de la relatividad general.

Micro agujeros negros. Son objetos hipotéticos, algo más pequeños que los estelares. Si son suficientemente pequeños, pueden llegar a evaporarse en un período relativamente corto mediante emisión de radiación de Hawking.

Como los detectamos:

-Se detectan por la alta emisión de radiación que realizan y por las altas velocidades de las estrellas que los rodean. Y ahora por primera vez hemos obtenido su histórica imagen, lo que nos ayudará a saber más sobre como se comportan estos impresionantes objetos y a corroborar la teoría de la relatividad de Einstein, un genio que que ya preveía como sería una agujero negro.

Para saber más:

Event Horizon Telescope

Enormes flujos de material en las proximidades del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea

El telescopio XMM-Newton de la ESA ha descubierto dos enormes flujos de material en las proximidades del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea (Sagitario A*) en dos enormes burbujas cósmicas ya descubiertas en 2010 por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi y llamadas Burbujas de Fermi, La imagen obtenida desde el XMM-Newton es realmente espectacular:



Este mapa revela largos canales de gas muy caliente, cada uno de los cuales se extiende en cientos de años luz, pasando por encima y por debajo del plano de la Vía Láctea .Créditos imagen: XMM-Newton

El núcleo de nuestra Galaxia todavía es bastante activo, aunque en general se cree que la galaxia no tiene mucha actividad, pero en las cercanías del agujero negro la actividad es espectacular: estrellas moribundas explotando violentamente y lanzando su material al espacio, estrellas binarias girando una alrededor de la otra; y Sagitario A *, un agujero negro gigante (cuatro millones de masas solares), espera a devorar todos esos materiales, y luego expulsar la radiación y las partículas energéticas.

Los gases de la burbuja de Fermi.

La siguiente ilustración muestra la luz de varios cuásares distantes atravesando la mitad norte de las burbujas de Fermi. Estas enormes burbujas son dos grandes estructuras de rayos gamma que se extienden a ambos lados del centro galáctico de la Vía Láctea y que son debidas como hemos visto a una enorme expulsión de gases emitidos desde el agujero negro que tenemos en el centro de la galaxia. El telescopio espacial Hubble sondeó la luz de estos cuásares para obtener información sobre la velocidad del gas de la burbuja y si el gas se está moviendo hacia o lejos de la Tierra. En base a la velocidad del material, se ha estimado que las burbujas se formaron a partir de un evento muy energético  hace entre 6 y 9 millones de años.

burbuja vía láctea

El diagrama de la parte inferior izquierda muestra la medición del gas que se mueve hacia y fuera de la Tierra, (azul acercamiento y rojo alejamiento) lo que indica que el material se desplaza a una velocidad alta hacia nosotros.

Hubble también observó la luz de los cuásares fuera de la burbuja del lado norte del centro galáctico, observando un tipo de gas que no comparte las mismas características que la burbujas de Fermi y que está estático dentro de la galaxia.

Como veis ya se conocía l existencia de estas enormes burbujas en la galaxia, ahora el telescopio espacial XMM-Newton abrirá nuevas ventanas de investigación, el telescopio podría escanear una región significativamente más grande del núcleo de la Vía Láctea, lo que nos ayudaría a mapear las burbujas y el gas caliente que rodea nuestra Galaxia, así como sus conexiones con otros componentes de la Vía Láctea y descubrir cómo todo está vinculado entre sí.

Para saber más:

Galactic chimneys and bubbles

Centaurus A: La radiogalaxia más cercana a la Tierra

Centaurus A o también conocida como NGC 5128, se encuentra a 11 millones de años luz de nosotros, en la constelación de Centauro, siendo la radiogalaxia más cercana a la Tierra. Se formó por una colisión de dos galaxias, creando una fantástica mezcla de cúmulos de estrellas jóvenes azules, regiones rosáceas y enormes bandas de polvo oscuro.

centaurusA

La imagen anterior se consiguió con combinación de datos de imágenes de telescopios espaciales y terrestres. Cerca del centro de la galaxia hay un enorme agujero negro de 55 millones de veces la masa del Sol, que expulsa un chorro relativista que podemos ver en la siguiente imagen, (las radiogalaxias en imágenes de óptico son muy normales pero en imágenes de radio son espectaculares).

centaurus1ESOImagen compuesta de Centaurus A, dejando al descubierto los lóbulos y los chorros que emanan del agujero negro central de la galaxia activa. Esta es una composición de imágenes obtenidos con tres instrumentos, que operan a muy diferentes longitudes de onda. Créditos: ESO/WFI (Optical); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimetre); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (X-ray)

Vídeo en el que podéis ver los chorros que emanan del agujero negro:

Centaurus A se encuentra en la constelación del Centauro muy cerca del cúmulo Omega Centauri. Debido a que la galaxia tiene un alto brillo superficial y un gran tamaño angular es fácil de ver con pequeños telescopios.

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logo_josevicente

V404 Cygni: el despertar de un agujero negro

El 15 de junio, el observatorio espacial Swift de la NASA dedicado a al estudio de las explosiones de rayos gamma, captó la aparición de un estallido de rayos X de un agujero negro de masa estelar en el sistema binario V404 Cygni. Los astrónomos de todo el mundo están observando este tremendo evento y estudiando el fenómeno intensamente.

v404Punto en la constelación del Cisne donde se encuentra V404 Cygni, no podemos verlo a simple vista debido a la enorme cantidad de gas y polvo que hay entre nosotros y el sistema binario, pero sí podemos detectar su enorme radiación.

V404 Cygni, es un sistema binario ubicado a unos 8.000 años luz de distancia de nosotros y que contiene un agujero negro. El agujero negro ha “disparado”  un tremendo estallido de luz de alta energía, convirtiéndose en una nova de rayos x. Hasta esta detección, había estado dormido desde 1989.En este sistema, una corriente de gas de una estrella fluye hacia el agujero negro que tiene una masa de 10 masas solares. Todo ese gas se acumula en un disco de acreción alrededor del agujero negro y debido a esto el aguejero negro emite alta energía que podemos detectar desde la Tierra.

Creditos del Vídeo: NASA’s Goddard Space Flight Center

Datos de V404 Cigni: Catalogo Simbad

cropped-experiencias1.jpg

G2: Sorteando un agujero negro

Esta imagen del VLT (Very Large Telescope de ESO) me parece realmente espectacular,  muestra el movimiento de una nube de gas y polvo en su acercamiento y alejamiento por el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia, a esta nube de polvo se la llama “G2”. Podemos ver en la imagen la posición de la nube en los años 2006, 2010, 2012 y 2014. A las imágenes se les ha dado color para mostrar el movimiento de la nube: rojo (el objeto se aleja) y azul (el objeto se acerca). La cruz marca la posición del agujero negro supermasivo. Por lo que se puede apreciar con esta composición de imágenes es que la nube de polvo sobrevivió al paso cercano por el agujero negro.

G2_agujeronegro  Imagen de: ESO/A. Eckart, rótulos Mi Universo Blog

Se cree que esta nube de polvo ha sobrevivido a su paso porque no lo haría a la distancia necesaria como para ser engullido por el agujero negro y a que tal vez se trate de un objeto mucho más masivo y no una simple nube de gas y polvo. G2 no parece haber sido estirada de manera significativa, por lo que se cree que es un objeto muy compacto. Lo más probable es que sea una estrella joven con un núcleo masivo que sigue acretando material. El agujero negro en sí aún no ha mostrado ningún aumento de actividad. De todas formas nuevas observaciones darán luz sobre este enigmático objeto G2 y su paso cerca de  Sagitario A.

Captura  Posición del agujero negro supermasivo de nuestra galaxia (Sagitario A)

*Hablemos un poquito de agujeros negros: ¿qué es un agujero negro? Un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella.

Se define también como una ROTURA DEL ESPACIO-TIEMPO

La curvatura del espacio-tiempo es una de las principales consecuencias de la teoría de la relatividad general de acuerdo con la cual la gravedad es efecto o consecuencia de la geometría curva del espacio-tiempo. Los cuerpos dentro de un campo gravitatorio siguen una trayectoria espacial curva, aún cuando en realidad pueden estar moviéndose según líneas de universo lo más “rectas” posibles a través un espacio-tiempo curvado.

Seguir leyendo G2: Sorteando un agujero negro

¿Qué es un agujero negro?

Definición: Un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella.

Se define también como una ROTURA DEL ESPACIO-TIEMPO

Captura

La curvatura del espacio-tiempo es una de las principales consecuencias de la teoría de la relatividad general de acuerdo con la cual la gravedad es efecto o consecuencia de la geometría curva del espacio-tiempo. Los cuerpos dentro de un campo gravitatorio siguen una trayectoria espacial curva, aún cuando en realidad pueden estar moviéndose según líneas de universo lo más “rectas” posibles a través un espacio-tiempo curvado. Seguir leyendo ¿Qué es un agujero negro?

¿Qué es un agujero negro?

Definición: Un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella.

Se define también como una ROTURA DEL ESPACIO-TIEMPO

Captura

La curvatura del espacio-tiempo es una de las principales consecuencias de la teoría de la relatividad general de acuerdo con la cual la gravedad es efecto o consecuencia de la geometría curva del espacio-tiempo. Los cuerpos dentro de un campo gravitatorio siguen una trayectoria espacial curva, aún cuando en realidad pueden estar moviéndose según líneas de universo lo más “rectas” posibles a través un espacio-tiempo curvado. Seguir leyendo ¿Qué es un agujero negro?

¿Qué es un Agujero negro?

Definición: Un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella.

Se define también como una ROTURA DEL ESPACIO-TIEMPO

Captura

 

La curvatura del espacio-tiempo es una de las principales consecuencias de la teoría de la relatividad general de acuerdo con la cual la gravedad es efecto o consecuencia de la geometría curva del espacio-tiempo. Los cuerpos dentro de un campo gravitatorio siguen una trayectoria espacial curva, aún cuando en realidad pueden estar moviéndose según líneas de universo lo más “rectas” posibles a través un espacio-tiempo curvado.

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Imaginemos que estiramos una sabana, y estirada dejamos en su centro una bola de hierro. La sabana se hundirá por el peso de la bola, ese hundimiento del espacio lo genera la gravedad, es espacio se deforma, sí ahora dejamos sobre la sábana otra bola más pequeña será atraída hacia la más grande ya que el espacio se ha deformado y cae hacia ella. La gravedad genera en el espacio esos pozos, cuando se rompe ese espacio se produce un agujero negro.

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Sí nuestro Sol concentrara toda su masa hasta unos 3 km de diámetro. En ese punto la luz se retendría  debido a la enorme gravedad. Sí este corazón estelar se comprime hasta que tenga densidad infinita y volumen cero estaremos ante un agujero negro. Se genera un singularidad y  un agujero negro. Se produce la rotura del espacio y del tiempo.

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La gravedad de un agujero negro, provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada,llamada horizonte de sucesos. Esto es previsto por las ecuaciones de campo de Einstein. El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo los fotones. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio.

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No todas las estrellas se acaban convirtiendo en agujeros negros. Podemos saberlo a partir de la masa del sol:

-Sí una estrella es menor en 1.4 veces la masa del Sol se convertiría en una enana blanca.

-Sí la masa se haya entre 1.4Ms y 3Ms se convertiría en una estrella de neutrones alcanzando altas densidades, estas estrellas son las causantes de los pulsares (altas rotaciones emitiendo energía electromagnética).

-Sí la estrella tiene una masa superior a 3Ms el colapso de la misma la convertirá en un agujero negro.

¿Porque no puede escapar la luz de un agujero negro?

-Nada puede superar la velocidad de la luz, para escapar es necesario superar la velocidad de escape de un agujero negro que es superior a la velocidad de la luz.

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Si en esa formula cambiamos v por la velocidad de la luz y despejamos R, obtenemos el radio de Scwarzschild, que nos da el radio del horizonte de sucesos. Cuanto mayor masa tenga una estrella y menor radio tendrá muchas posibilidades de convertirse en un agujero negro.

Partes de un agujero negro:

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Tipos de agujeros negros:

Agujeros negros supermasivos: con masas de varios millones de masas solares. Se hallarían en el corazón de muchas galaxias. Se forman en el mismo proceso que da origen a los componentes esféricos de las galaxias.

Agujeros negros de masa estelar. Se forman cuando una estrella de masa 2,5 veces mayor que la del Sol se convierte en supernova e implosiona. Su núcleo se concentra en un volumen muy pequeño que cada vez se va reduciendo más. Este es el tipo de agujeros negros postulados por primera vez dentro de la teoría de la relatividad general.

Micro agujeros negros. Son objetos hipotéticos, algo más pequeños que los estelares. Si son suficientemente pequeños, pueden llegar a evaporarse en un período relativamente corto mediante emisión de radiación de Hawking.

Como los detectamos:

-Se detectan por la alta emisión de radiación que realizan y por las altas velocidades de las estrellas que los rodean.

En nuestra Galaxia hay un agujero negro supermasivo, el denominado Sagitario A:

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