Los Agujeros Negros

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Los agujeros negros emiten la mayor parte de energía cósmica

Los agujeros negros son los responsables de la mayor parte de las partículas cósmicas más energéticas y de la radiación del Universo. Así, tanto las explosiones extra brillantes de una luz equivalente a la de tres millones de soles, las partículas cargadas con una energía similar a la que contienen las bolas de béisbol bien lanzadas, o los chorros de plasma magnetizada a lo largo del espacio intergaláctico, tienen algo en común: su energía procede de los agujeros negros.

   Así lo hicieron público, durante un simposio celebrado este miércoles en Washington, el astrofísico de la División Científica Espacial del Laboratorio de Investigación Naval estadounidense (NRL, por sus siglas en inglés), Charles Dermer, y el profesor de Física de la Universidad de Troy en el estado de Alabama, Govind Menon.

   En este sentido, explicaron que los agujeros negros representan la fuente de las energías más altas de los fotones y de las partículas radioactivas. En particular, señalaron que los agujeros negros que rotan más rápidamente podrían convertir la radiación en rayos gamma y radio luminosos de los agujeros negros supermasivos que se encuentran en los 'blazars', galaxias activas con un agujero negro en su centro.

   Los nuevos agujeros negros podrían acelerar los rayos cósmicos con energías más altas generando así explosiones de rayos gamma. De hecho, los agujeros negros son "extraordinariamente luminosos", indicó el profesor Menon. Los rayos cósmicos fueron descubiertos por el científico Victor Hess en 1912.

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Astrónomos localizan un agujero negro de masa intermedia

Mientras los astrónomos han estudiado durante décadas agujeros negros ligeros y pesados, la evidencia de agujeros negros con masas intermedias ha sido mucho más imprecisa. Ahora, astrónomos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA han encontrado que una fuente de rayos X en la galaxia NGC 5408 representa uno de los mejores casos de agujero negro identificados hasta el presente.

   "Los agujeros negros con masa intermedia contienen entre 100 y 10.000 veces la masa del Sol", explicó Tod Strohmayer, astrofísico en el centro Goddard. "Observamos los agujeros negros pesados en el centro de las galaxias y los ligeros orbitando estrellas en nuestra propia galaxia. Pero encontrar a sus parientes intermedios sigue siendo un desafío", señaló

   Algunas galaxias cercanas contienen objetos brillantes conocidos como fuentes ultraluminosas de rayos X (ULX). Aparentenemente emiten más energía que ningún otro proceso conocido en las estrellas pero menos que en los centros de las galaxias activas, que son conocidos por contener agujeros negros con masas de hasta un millón de soles.

   "Los ULX son buenos candidatos para ser agujeros negros de masa intermedia, y uno de ellos situado en la galaxia NGC es especialmente interesante", declaró Richard Mushotzky, astrofísico en la Universidad de Maryland. Esta galaxia se sitúa a 15,8 millones de años luz en la constelación de Centauro.

   Usando el observatorio orbital XMM-Newton de la Agencia Especial Europea, Strohmayer y Mushotzky estudiaron la fuente de rayos X --conocida como NGC 5408 X-1-- en 2006 y 2008.

   El XMM-Newton detectó lo que los astrónomos denominan "oscilaciones casi periódicas", un parpadeo regular causado por la acumulación de profundo gas caliente dentro del disco que se forma alrededor de un objeto masvio. La frecuencia de este parpadeo fue alrededor de 100 veces más lento que la vista en agujeros negros de masa estelar. A partir de la frecuencia de las oscilaciones y otras características en la emisión, estos astrónomos concluyen que NGC 5408 x-1 contiene una masa de entre 1.000 y 9.000 soles. Si NGC 5408 X-1 está verdaderamente engulliendo gas para alimentar su prodigiosa emisión de rayos X, el material probabalmente fluye hacia el agujero negro desde una estrella en órbita, tal y como ocurre con los agujeros negros de masa estelar en nuesta galaxia.

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Nuevo estudio encuentra al hermano mediano en la familia de los agujeros negros

Los agujeros negros normalmente aparecen en variedades grandes o pequeñas, pero los astrónomos han encontrado sólidas pruebas que apoyan la existencia de la clase de peso medio, en los objetos del espacio profundo, buscada desde hace tiempo.

El candidato de tamaño adecuado es una fuente de rayos-X en la galaxia NGC 5408, a 15,8 millones de años luz de distancia de la Tierra en la constelación de Centaurus.

“Los agujeros negros de masa intermedia contienen entre 100 y 10 000 veces la masa del Sol”, dijo Tod Strohmayer, astrofísico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Observamos los agujeros negros pesados en los centros de galaxias y los ligeros orbitando estrellas en nuestra propia galaxia. Pero encontrar estos ‘comodines’ seguía siendo un reto”.

El nuevo estudio usó el observatorio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea para observar el candidato, conocido como NGC 5408 X-1, en 2006 y de nuevo en 2008. Encontró más pruebas de que la señal es un agujero negro de tamaño intermedio.

Los agujeros negros son objetos infinitamente densos que atrapan materia e incluso la luz con su gravedad. Aunque los astrónomos no pueden verlos directamente, detectan la presencia de un agujero negro debido a su tirón gravitatorio sobre otros objetos, y por la luz emitida cuando caen dentro de él objetos masivos.

NGC 5408 X-1 emite más rayos-X que una estrella típica, pero menos que los agujeros negros supermasivos, que pueden pesar millones de veces la masa del Sol.

Strohmayer y su colega Richard Mushotzky, astrofísico en la Universidad de Maryland en College Park, encontraron que los parpadeos de NGC 5408 X-1, se hacen periódicamente más brillantes y tenues con el paso del tiempo. Los científicos creen que este patrón refleja el gas caliente que se apila sobre el disco de acreción de materia que gira alrededor de un agujero negro.

La señal de NGC 5408 X-1 es única debido a que el parpadeo es aproximadamente 100 veces más lento de lo que vemos en los agujeros negros de masa estelar, aunque este brillo eclipsa a estos sistemas en un factor similar. Esto dice a los investigadores que probablemente es de peso medio.

“Los astrónomos han estado estudiando NGC 5408 X-1 durante mucho tiempo debido a que es uno de los mejores candidatos para un agujero negro de masa intermedia”, dijo Philip Kaaret de la Universidad de Iowa, que ha estudiado el objeto en longitudes de onda de radio pero no está afiliado al nuevo estudio. “Estos nuevos resultados estudian lo que está sucediendo cerca del agujero negro y añaden unas pruebas sólidas de que es inusualmente masivo”.

Sin embargo, aún no está cerrado el caso de la controvertida idea de los agujeros negros de tamaño intermedio. Aún se necesitarán más pruebas para convencer a los escépticos de que los agujeros negros no son enormes o pequeños.

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¿ Que Es ?

Es una región del espacio-tiempo provocada por una gran concentración de masa en su interior, con enorme aumento de la densidad, lo que provoca un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera los fotones de luz, puede escapar de dicha región.
La curvatura del espacio-tiempo o «gravedad de un agujero negro» provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos. Esto es debido a la gran cantidad de energía del objeto celeste. 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 la luz. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio. En los años 70, Hawking, Ellis y Penrose demostraron varios teoremas importantes sobre la ocurrencia y geometría de los agujeros negros.1 Previamente, en 1963, Roy Kerr había demostrado que en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros negros debían tener una geometría cuasi-esférica determinada por tres parámetros: su masa M, su carga eléctrica total e y su momento angular L.
Se cree que en el centro de la mayoría de las galaxias, entre ellas la Vía Láctea, hay agujeros negros supermasivos. La existencia de agujeros negros está apoyada en observaciones astronómicas, en especial a través de la emisión de rayos X por estrellas binarias y galaxias activas.

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25.- Agujeros Negros Y Materia Oscura - El Universo