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Buenos Aires » Infobae
Fecha: 02/02/2025 00:35
Ilustración artística del denso toro de polvo que rodea un agujero negro supermasivo y sus discos de acreción. Crédito: ESA / V. Beckmann (NASA-GSFC) En los últimos meses, varios telescopios de la NASA han coordinado un trabajo único y que asombra a la comunidad científica. Se propusieron buscar en el cielo agujeros negros supermasivos, objetos colosales que pueden ser miles de millones de veces más masivos que el Sol. Y descubrieron que hay más agujeros negros que los que realmente pensaban. Sus hallazgos fueron presentados en un estudio publicado en la revista Astrophysical Journal donde describen que muchos de estos monstruosos objetos están ocultos detrás de densas nubes de gas y polvo en el espacio. Los astrónomos creen que casi todas las grandes galaxias del universo tienen un agujero negro supermasivo en su centro. Pero demostrar esta teoría es un desafío porque es imposible contar los miles de millones o incluso billones de estos agujeros negros en todo el universo. Imágenes observadas y teóricas de M87 estrella. Los paneles de la izquierda muestran imágenes EHT de M87 estrella de las campañas de observación de 2018 y 2017. POLITICA INVESTIGACIÓN Y TECNOLOGÍA HUNG-VI PU/EHT/ASTRONOMY & ASTROPHYSICS Para no hacer eso, los científicos analizaron muestras más pequeñas y las utilizaron para estimar la población más grande. Al determinar con precisión cuántos agujeros negros están ocultos dentro de una muestra, los investigadores pueden hacer mejores predicciones sobre el número total de agujeros negros supermasivos en el universo. El trabajo presentado halló que aproximadamente el 35% de los agujeros negros supermasivos están muy oscurecidos, lo que significa que las nubes de gas y polvo que los rodean son tan espesas que bloquean incluso la luz de rayos X de baja energía. Aunque los agujeros negros son inherentemente oscuros (ni siquiera la luz puede escapar de su gravedad), también pueden ser algunos de los objetos más brillantes del universo. Y esto ocurre cuando el gas es atraído hacia la órbita alrededor de un agujero negro supermasivo, como el agua en un desagüe, la gravedad extrema crea una fricción y un calor tan intensos que el gas alcanza cientos de miles de grados e irradia tan brillantemente que puede eclipsar a todas las estrellas de la galaxia circundante. Para confirmar la presencia de agujeros negros muy oscurecidos y de canto, los investigadores se basaron en el NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA (Warner Bross) Las nubes de gas y polvo que rodean y renuevan el brillante disco central pueden tener la forma aproximada de un toroide o rosquilla. Si el agujero de la rosquilla está orientado hacia la Tierra, el brillante disco central que hay en su interior es visible; si la rosquilla se ve de canto, el disco queda oculto. En estudios anteriores, astrónomos habían descubierto que menos del 15% de los agujeros negros supermasivos están tan oscurecidos. Los científicos creen que la verdadera división debería estar más cerca del 50/50 basándose en modelos de cómo crecen las galaxias. Si las observaciones continúan indicando que significativamente menos de la mitad de los agujeros negros supermasivos están ocultos, los científicos necesitarán ajustar algunas ideas clave que tienen sobre estos objetos y el papel que desempeñan en la formación de las galaxias. Identificación de gigantes ocultos con telescopios modernos La mayoría de los telescopios pueden identificar con bastante facilidad los agujeros negros supermasivos de frente (UNIVERSITY/SARAO) La mayoría de los telescopios pueden identificar con bastante facilidad los agujeros negros supermasivos de frente, aunque no los de canto. Pero hay una excepción que los autores del nuevo artículo aprovecharon: el toro absorbe la luz de la fuente central y reemite luz de menor energía en el rango infrarrojo (longitudes de onda ligeramente más largas que las que los ojos humanos pueden detectar). Básicamente, los anillos brillan en el infrarrojo. Estas longitudes de onda de luz fueron detectadas por el Satélite Astronómico Infrarrojo de la NASA, o IRAS, que funcionó durante 10 meses en 1983 y fue administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. Un telescopio de sondeo que tomó imágenes de todo el cielo, IRAS fue capaz de ver las emisiones infrarrojas de las nubes que rodean a los agujeros negros supermasivos. Lo más importante es que podía detectar agujeros negros de canto y de frente con la misma precisión. El IRAS detectó cientos de objetivos iniciales. Algunos de ellos resultaron no ser agujeros negros muy ocultos, sino galaxias con altas tasas de formación estelar que emiten un resplandor infrarrojo similar. Por ello, los autores del nuevo estudio utilizaron telescopios terrestres de luz visible para identificar esas galaxias y separarlas de los agujeros negros ocultos. Ilustración de la nave espacial NuSTAR, que tiene un mástil de 30 pies (10 metros) que separa los módulos ópticos (derecha) de los detectores en el plano focal (izquierda). Esta separación es necesaria para el método utilizado para detectar rayos X. Crédito: NASA/JPL-Caltech Para confirmar la presencia de agujeros negros muy oscurecidos y de canto, los investigadores se basaron en el NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA, un observatorio de rayos X también gestionado por el JPL. Los rayos X son irradiados por algunos de los materiales más calientes alrededor del agujero negro. Los rayos X de menor energía son absorbidos por las nubes de gas y polvo circundantes, mientras que los rayos X de mayor energía observados por el NuSTAR pueden penetrar y dispersarse en las nubes. Detectar estos rayos X puede llevar horas de observación, por lo que los científicos que trabajan con el NuSTAR primero necesitan un telescopio como el IRAS que les indique dónde buscar. “Me sorprende lo útiles que fueron IRAS y NuSTAR para este proyecto, especialmente a pesar de que IRAS estuvo en funcionamiento hace más de 40 años”, dijo el líder del estudio, Peter Boorman, astrofísico de Caltech en Pasadena, California. “Creo que muestra el valor del legado de los archivos de telescopios y el beneficio de usar múltiples instrumentos y longitudes de onda de luz en conjunto”. Comprender el crecimiento y el impacto de los agujeros negros En esta imagen conceptual, un agujero negro supermasivo rodeado por un toro de gas y polvo se representa en cuatro longitudes de onda de luz diferentes. La luz visible (arriba a la derecha) y los rayos X de baja energía (abajo a la izquierda) son bloqueados por el toro; los rayos infrarrojos (arriba a la izquierda) se dispersan y se reemiten; y algunos rayos X de alta energía (abajo a la derecha) pueden penetrar el toro. Crédito: NASA/JPL-Caltech Determinar el número de agujeros negros ocultos en comparación con los que no lo están puede ayudar a los científicos a entender cómo estos agujeros negros llegan a ser tan grandes. Si crecen consumiendo material, entonces una cantidad significativa de agujeros negros deberían estar rodeados por nubes espesas y posiblemente ocultos. Boorman y sus coautores dicen que su estudio respalda esta hipótesis. Además, los agujeros negros influyen en las galaxias en las que viven, principalmente al afectar la forma en que crecen las galaxias. Esto sucede porque los agujeros negros rodeados de enormes nubes de gas y polvo pueden consumir enormes cantidades de material, pero no infinitas. Si cae demasiado material a la vez hacia un agujero negro, este comienza a expulsarlo hacia la galaxia. Eso puede dispersar las nubes de gas dentro de la galaxia donde se están formando las estrellas, lo que ralentiza el ritmo de formación de estrellas allí. “Si no tuviéramos agujeros negros, las galaxias serían mucho más grandes”, dijo Poshak Gandhi, profesor de astrofísica en la Universidad de Southampton en el Reino Unido y coautor del nuevo estudio. “Por lo tanto, si no tuviéramos un agujero negro supermasivo en nuestra galaxia, la Vía Láctea, podría haber muchas más estrellas en el cielo. Ese es solo un ejemplo de cómo los agujeros negros pueden influir en la evolución de una galaxia”, concluyó.
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