lunes, 20 de junio de 2016

LOS MAYORES “MONSTRUOS” DEL UNIVERSO

Supermassive and super-hungry

LOS MAYORES “MONSTRUOS” DEL UNIVERSO

16 junio 2016
La misión LISA Pathfinder se encuentra ahora mismo en el espacio,  probando la tecnología necesaria para detectar ondas gravitatorias desde fuera de la atmósfera de la Tierra. Ése será el objetivo de una misión futura, una misión que tendrá por objetivo medir la señal de las ondas emitidas alrededor algunos de los objetos  más monstruosos del Universo.
Uno de los eventos emisores de ondas gravitatorias son las colisiones de agujeros negros supergigantes. Con una masa miles de millones de veces superior a la del Sol, la energía que genera un evento así (propiciado generalmente por una fusión entre dos galaxias) no sólo genera ondas gravitatorias, sino que puede hacer que uno de esos agujeros negros salga eyectado hacia el espacio. Pero, ¿qué es un agujero negro supermasivo?

¿Qué es un agujero negro supermasivo?

Un agujero negro es un lugar del Universo con un campo gravitatorio tan fuerte, que ni siquiera la luz puede escapar de él. Si añadimos el adjetivo “supermasivo”, nos estamos refiriendo a agujeros negros cuyas masas van desde cientos de miles de masas solares a varios miles de millones y que, habitualmente, se encuentran en los núcleos de grandes galaxias elípticas y espirales. Hasta la Vía Láctea tiene uno, Sagitario A*, a unos 26.000 años luz del Sol y con 4.5 millones de veces su masa. 
En algunas galaxias, su agujero negro central  se encuentra rodeado de un disco de acreción en el que se acumula la materia que atrae hacia sí y que va cayendo en su interior. Dicha materia gira en el disco, acelerada por la gravedad del agujero negro, alcanzando velocidades tan grandes en su caída que se calienta por fricción llegando a temperaturas de varios  millones de grados y  emitiendo radiación térmica en el rango visible, ultravioleta y hasta en rayos X. En algunas ocasiones, parte del material que cae hacia el núcleo de la galaxia es eyectado hacia fuera, bien en forma de fuertes vientos que salen desde el interior del disco en todas direcciones o bien en forma de dos poderosos chorros colimados despedidos en sentidos opuestos desde los polos.. Así es como se ve un agujero negro supermasivo activo , pero los científicos creen que la mayoría de ellos se encuentran en un estado latente, sin mostrar ninguno de los signos de actividad mencionados, quizá porque ya han ‘consumido’  toda la materia que tenían suficientemente cerca.
Observatorios como XMM-Newton son capaces de detectar estos objetos, precisamente, por esa emisión de energía en rayos X. María Santos-Lleo, jefa de  soporte científico de esa misión en ESAC, señala que “es la radiación del gas extremadamente caliente que cae al agujero lo que se ve en rayos X”, añadiendo que  “quizás por la presión de la radiación o quizás por la acción de campos magnéticos, o incluso por ambos efectos combinados , antes de llegar al límite a partir del que nada puede escapar del agujero negro, parte del gas es expulsado formando vientos o chorros que se alejan a  velocidades muy altas, a veces alcanzando unas decimas de la velocidad de la luz”.
Los procesos que llevan a la formación de uno de estos monstruos no están todavía claros. Es probable que las semillas que dan origen a un agujero negro supermasivo sean otros agujeros negros de menor tamaño que se van fusionando por acreción, o también podría ser que, en la era del Universo antes de que aparecieran las primeras estrellas, una enorme nube de gas colapsara gravitacionalmente y, en lugar de generar una protoestrella, creara el germen de un agujero negro de masa intermedia que, después fue creciendo cada vez más.
Lo único que sí parece más seguro es que juegan un papel decisivo en la evolución de las galaxias.

En el corazón de las galaxias

Galactic outflow
Los agujeros negros supergigantes se encuentran en las zonas centrales de galaxias muy masivas, y los científicos han estudiado con mucho interés qué tipo de relación hay entre ambos. La conclusión es que la actividad del agujero negro determina los procesos de crecimiento de su galaxia huésped, a veces favoreciendo la formación de estrellas, pero otras, por el contrario, frenándola. 
El observatorio espacial Herschel, por ejemplo,  encontró en la galaxia IRAS F11119+3257 un agujero negro supermasivo cuyos vientos, moviéndose a un 25% de la velocidad de la luz, barren al año una cantidad de materia que equivale a la masa del sol. Esto quiere decir que la galaxia se queda sin suficiente cantidad de gas frío para que se formen nuevas estrellas y, por lo tanto, su crecimiento se detiene. Pedro García Lario, jefe de la misión Herschel en ESAC, explica que “normalmente, las galaxias con agujeros negros masivos en su interior presentan ritmos altos de formación estelar, con casos en los que se forman estrellas a un ritmo incluso mil veces mayor al de la Vía Láctea en la actualidad. Sin embargo, recientemente los resultados obtenidos por Herschel han demostrado que, en los casos más extremos, se forman chorros de gas y vientos galácticos de alta velocidad que surgen de la zona central de las galaxias donde residen los agujeros negros supermasivos. Estos vientos pueden llegar a ser tan energéticos, que calientan y limpian totalmente de gas frío las regiones internas de la galaxia, pudiendo llegar a paralizar y bloquear así la formación de nuevas estrellas”. 
En el caso de Sagitario A*, se trata de un agujero negro supermasivo, pero que se encuentra en estado latente o ‘durmiente’  “Hemos visto actividad muy cerca de él, resultado de la evolución de estrellas en un medio muy denso, y también hemos detectado reliquias del pasado, cavidades y nubes de gas caliente que nos remontan a un tiempo en el que el agujero negro a la vez ‘engullía’ y expulsaba furiosamente material a un ritmo mucho mas rápido que el actual de forma semejante a lo que ahora vemos que ocurre en los agujeros negros supermasivos activos, apunta María Santos-Lleo. 
La búsqueda y detección de ondas gravitatorias podría ayudar a descubrir nuevos aspectos de los agujeros negros supermasivos, y quizás hasta podría ofrecer nuevas pistas sobre sus procesos de formación.
FUENTE

Los mayores “monstruos” del Universo / Spain / ESA in your country ...


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