Archivo de la etiqueta: Astrofísica

Descubiertos Miles de agujeros negros en el centro de la Galaxia

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, pues bien astrofísicos de la misión Chandra han descubierto la evidencia de miles de agujeros negros ubicados cerca del centro de nuestra galaxia a partir de datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Se trata de agujeros negros de masa estelar (entre cinco y 30 veces la masa del sol).

Estos agujeros negros se encontraron a una distancia de tres años luz del agujero negro supermasivo que tenemos en  el centro de nuestra galaxia conocido como Sagitario A * (Sgr A *).


CapturaEn nuestra Galaxia hay un agujero negro supermasivo, el denominado Sagitario A.

Estudios de la dinámica de las estrellas en las galaxias indican que una gran población de agujeros negros de masa estelar, hasta 20.000, podrían derivar hacia el centro de la galaxia y acumularse alrededor de Sgr A *. Un agujero negro por sí mismo es invisible, no se ve en el visible, pero, un agujero negro, o estrella de neutrones,  encerrado en una órbita cercana con una estrella extrae muchísimo gas de su compañera. Este material cae en un disco y se calienta hasta millones de grados y emite rayos X antes de desaparecer tragado por el agujero negro. 

Algunos de estos binarios de rayos X aparecen como fuentes puntuales en la imagen de Chandra. Por eso en cierto modo podemos apreciar su presencia, como se ve en esta espectacular imagen:

sgra_swarm_sourcesCrédito de la imagen: NASA / CXC / Columbia Univ./C. Hailey et al.

En la siguiente imagen de las Partes de un agujero negro podemos ver el  disco de acreción que se forma al interactuar con una estrella:

Captura

Los agujeros negros observados son de masa estelar pero hay muchos 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.

Conocer la cantidad de agujeros negros en el centro de una galaxia típica puede ayudar a predecir con mayor precisión cuántos eventos de ondas gravitacionales pueden estar asociados con ellos

Para saber más:

http://www.nasa.gov/chandra

¿Qué es un agujero negro?

 

Anuncios

Los gigantescos agujeros negros supermasivos del Universo

Se están descubriendo agujeros negros supermasivos mucho más grandes de lo que se creía posible: miles de millones de veces la masa de nuestro Sol.
Un grupo de astrónomos ha estudiado 72 galaxias a una distancia de 3.500 millones de años luz de la Vía Láctea. Gracias a los datos recogidos por el Observatorio de rayos X Chandra, el telescopio orbital de la NASA, Julie Hlavacek-Larrondo (dip. Física de la Universidad de Montreal, Canadá) se ha descubierto lo que podría ser el más gigantesco de los negros agujeros supermasivos del Universo conocido, los resultados de sus observaciones están en línea en avisos mensuales, publicados por la Royal Astronomical Society.

agujero negro supermasivoCréditos: X-ray: NASA/CXC/Penn. State/G. Yang et al & NASA/CXC/ICE/M. Mezcua et al.; Optical: NASA/STScI; Illustration: NASA/CXC/A. Jubett

Estos nuevos estudios sugieren que los agujeros negros crecen más rápidamente que las galaxias que habitan, esto desafía la idea de que los agujeros negros supermasivos crecen al unísono con sus galaxias, aún no se sabe exactamente por qué los agujeros negros más masivos crecerían más rápidamente y esto continuará siendo un área activa de investigación.

Pero… ¿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

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.

Captura

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.

Captura

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.

Anuncios

Partes de un agujero negro:

Captura

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:

Captura

Comparación de la masa de diversos agujeros negros:

Realmente son unos objetos fascinantes!

Anuncios

El impresionante Cúmulo doble de Perseo

En la preciosa constelación de Perseo, situada en una rica zona de la Vía Láctea, podemos ver un cúmulo doble de estrellas, el llamado cúmulo doble de Perseo. Se trata de dos cúmulos visibles como una manchita borrosa a simple vista pero impresionantes con prismáticos, y espectaculares con pequeños telescopios. Son dos objetos NGC869 y NGC884 que ocupan un tamaño mayor que la Luna llena.

clusters_2_ritter                        NGC869 Y NGC884,Imagen APOD, NASA

NGC869 es el más brillante y rico en estrellas de la pareja, conteniendo aproximadamente 350 estrellas en comparación con las 300 que tiene su compañero. Ambos están situados a 7300 años luz de nosotros, y poco a poco se están acercando hacia nuestro sistema solar. La mayoría de estrellas de estos racimos son estrellas blanco azuladas pero existen diversas estrellas rojas que se pueden apreciar entre la enorme cantidad de puntos centelleantes que nos dan estos espectaculares cúmulos. Los podemos encontrar en la cabeza de la constelación de Perseo:

Perseo_cúmulo doblePosición del doble cúmulo de Perseo en la constelación, imagen de stellarium.

No dejéis de observarlo, es un espectaculo precioso para cualquier tipo de apertura de telescopios. 🙂

cropped-universo_blog.jpg

Estrellas Wolf-Rayet: iluminando galaxias

Las estrellas Wolf-Rayet (WR) son estrellas muy luminosas y calientes (entre 25.000 a 200.000 ºC) cuyos espectros están dominados por fuertes líneas de emisión, esto es debido a que pierden masa a un ritmo muy superior al de cualquier otro tipo de estrella, expulsándola a través de enormes vientos estelares, esta masiva expansión hacia el exterior de la estrella se hace a velocidades del orden de 1.000 a 2500 km/s. Son estrellas muy azules y su pico de emisión se encuentra en el ultravioleta. Las estrellas Wolf-Rayet son algunas de las estrellas más luminosas de la galaxia, son además el último eslabón en la cadena evolutiva de las estrellas de gran masa antes de la fase de supernova, por tanto es muy importante su estudio.

Las estrellas Wolf-Rayet se pueden clasificar esencialmente en dos secuencias, la secuencia de nitrógeno y la secuencia de carbono. La secuencia de nitrógeno (estrellas WN) muestra muchas líneas de emisión de nitrógeno ionizado, mientras que la secuencia de carbono (estrellas WC) tienen espectros dominado por líneas de emisión de carbono ionizado.

wolf

Figura: espectros de emisión de dos estrellas WR, HD 192163 es un ejemplo de una estrella WN y HD 193793 ejemplo de una estrella WC.

También existen las llamadas galaxias de Wolf-Rayet , estas son galaxias con un elevado número de estrellas de tipo WR, como por ejemplo esta imagen de la galaxia SBS 1415 + 437, situada a unos 45 millones de años luz de nosotros:

galaxia WRGalaxia  SBS 1415 + 437 tiene un gran número de estrellas muy calientes y masivas, de hasta 20 veces más masivas que nuestro Sol y 10 a 40 veces más calientes. Imagen del telescopio espacial Hubble

Para saber más

Wolf-Rayet Star Catalogue

cropped-universo_blog.jpg

Las leyes de Kepler, la armonía de los mundos.

Johannes Kepler (1571 -1630), astrónomo y matemático alemán; fue fundamentalmente conocido por sus leyes del movimiento de los planetas alrededor del Sol. Estas leyes fueron el inicio de la chispa científica hacia el descubrimiento del cosmos. Kepler rompió con la teoría geocéntrica de Tolomeo (s.II d.C) y a partir de la nueva teoría heliocéntrica de Copérnico (1473-1543) y sirviéndose de multitud de observaciones planetarias del astrónomo Tycho Brae enunció las Leyes que paso a enumerar a continuación, y con las que descubriréis muchas cosas curiosas.

Primera ley de Kepler: Todos los planetas se desplazan alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas. El Sol se encuentra en uno de los focos de la elipse.

primera ley

Segunda ley de Kepler:  El radio vector que une un planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales.

segundaley

El planeta adquirirá más velocidad al estar más cerca del Sol que cuando esté más lejos para cumplir la ley de barrer áreas iguales en tiempos iguales.

Tercera ley de Kepler: Para cualquier planeta, el cuadrado de su período orbital es directamente proporcional al cubo de la longitud del semieje mayor de su órbita elíptica. Veamos como calcular esa constante de proporcionalidad:

formulaskepler

tercera ley

Relación en una gráfica entre a y p.

Cuanto más lejos esté un planeta del Sol, más despacio de mueve, y cuanto más cerca esté de su estrella su velocidad en la órbita es mayor, es algo así como si los planetas estuvieran cayendo hacia el Sol, esa fuerza que provoca estas acciones es la gravedad. Kepler puso las bases para el futuro de la ciencia.

Todas estas leyes son aplicables a sistemas unidos gravitacionalmente, como por ejemplo el sistema Tierra-Luna, o cualquier otro objeto del Universo.

Todas estas gráficas las podéis comprobar y simular en la siguiente página, de ahí he extraído todas las figuras, es muy interesante para aprender mientras ves como giran los planetas alrededor del Sol todas estas importantes leyes:

http://astro.unl.edu/naap/pos/animations/kepler.swf

cropped-universo_blog.jpg

DIVULGACIÓN DE LA ASTRONOMÍA

A %d blogueros les gusta esto: