Ritmo fascinante: los pulsos de luz iluminan un raro agujero negro [eng]

El universo tiene tantos agujeros negros que es imposible contarlos todos. Puede haber 100 millones de estos intrigantes objetos astrales en nuestra galaxia. Casi todos los agujeros negros caen en una de dos clases: grande y colosal. Los astrónomos saben que los agujeros negros que van desde alrededor de 10 a 100 veces la masa de nuestro Sol están los restos de estrellas moribundas, y que los agujeros negros supermasivos, más de un millón de veces la masa del Sol, habitan en los centros de la mayoría de las galaxias.

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Traducción:

El universo tiene tantos agujeros negros que es imposible contarlos todos. Puede haber 100 millones de estos intrigantes objetos astrales en nuestra galaxia. Casi todos los agujeros negros caen en una de dos clases: grande y colosal. Los astrónomos saben que los agujeros negros que van desde alrededor de 10 a 100 veces la masa de nuestro Sol están los restos de estrellas moribundas, y que los agujeros negros supermasivos, más de un millón de veces la masa del Sol, habitan en los centros de la mayoría de las galaxias.

Pero dispersos por todo el universo como oasis en un desierto están algunos agujeros negros aparentes de un tipo más misterioso. Que van desde cien veces a unos pocos cientos de miles de veces la masa del Sol, estos agujeros negros de masa intermedia son tan difíciles de medir que incluso su existencia es discutida a veces. Poco se sabe sobre cómo se forman. Y algunos astrónomos se preguntan si se comportan como otros agujeros negros.

Ahora, un equipo de astrónomos ha logrado medir con precisión - y esto confirma la existencia de - un agujero negro de cerca de 400 veces la masa de nuestro Sol en una galaxia a 12 millones de años luz de la Tierra. El hallazgo, de el estudiante graduado de astronomía por la Universidad de Maryland, Dheeraj Pasham y dos colegas, fue publicado en Internet el 17 de agosto en la revista Nature.

El co-autor Richard Mushotzky, un profesor de astronomía UMD, dice que el agujero negro en cuestión es una versión del tamaño adecuado de esta clase de objetos astrales.

"Los objetos en este rango son los que menos se espera de todos los agujeros negros", dice Mushotzky. "Los astrónomos han estado preguntando, sí existen estos objetos o ellos no existen? ¿Cuáles son sus propiedades? Hasta ahora no hemos tenido los datos para responder estas preguntas. "Mientras que que el agujero negro de masa intermedia que el equipo estudió no es el primero medido, es el primero que se ha medido con precisión, Mushotzky dice," estableciéndolo como un convincente ejemplo de esta clase de agujeros negros ".

Un agujero negro es una región del espacio que contiene una masa tan densa que ni siquiera la luz puede escapar de su gravedad. Los agujeros negros son invisibles, pero los astrónomos puede encontrarlos mediante el seguimiento de su atracción gravitatoria sobre otros objetos. La materia que se tira en un agujero negro se reúne alrededor como escombros de la tormenta rodeando el centro de un tornado. Es el roce de este material cósmico produce la fricción y la luz, por lo que los agujeros negros entre los objetos más brillantes del universo.

Desde la década de 1970 los astrónomos han observado unos pocos cientos de objetos que ellos pensaban que eran agujeros negros de masa intermedia. Pero no pudieron medir su masa, por lo que no podían estar seguros. "Por razones que son muy difíciles de entender, estos objetos se han resistido a las técnicas de medición estándar," dice Mushotzky.

Pasham, que recibirá en su doctorado en astronomía en UMD el 22 de agosto se centró en un objeto de Messier 82, una galaxia en la constelación de la Osa Mayor. Messier 82 es nuestra "galaxia starburst," más cercano donde las estrellas jóvenes se están formando. A partir de 1999, un telescopio de satélite de la NASA, el Observatorio de rayos X Chandra, detectado rayos X en Messier 82 a partir de un objeto brillante prosaicamente llamado M82 X-1. Los astrónomos, entre ellos Mushotzky y coautor Tod Strohmayer del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, se sospecha desde hace una década que el objeto era un agujero negro de masa intermedia, pero las estimaciones de su masa no eran lo suficientemente definitivo para confirmar eso.

Entre 2004 y 2010 Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE) satélite telescopio de la NASA observó M82 X-1 cerca de 800 veces, la grabación de partículas de rayos X individuales emitidos por el objeto. Pasham asigna la intensidad y la longitud de onda de los rayos X en cada secuencia, entonces las secuencias de cosido juntos y se analizó el resultado.

Entre el material rodeando el agujero negro sospechoso, vio a dos bengalas de luz que se repetían. Las llamaradas mostraron un patrón rítmico de pulsos de luz, uno que ocurre 5.1 veces por segundo y el otro 3,3 veces por segundo - o una proporción de 3: 2.

Las dos oscilaciones de luz eran como dos motas de polvo atrapadas en los surcos de un disco de vinilo girando en un tocadiscos, dice Mushotzky. Si las oscilaciones eran ritmos musicales, ellos producen un ritmo sincopado específico. Pensar en las inflexiones de una bossa nova latina, o una melodía del White Album de los Beatles:

"El raído Señor Mustard duerme en el parque, se afeita en la oscuridad, trata de ahorrar papel."

En la música, esto es un tiempo 3:2. Los astrónomos pueden usar una oscilación de la luz 3:2 para medir la masa de un agujero negro. La técnica se ha utilizado en los agujeros negros más pequeños, pero nunca antes se había aplicado a los agujeros negros de masa intermedia.

Pasham utiliza las oscilaciones de estimar que M82 X-1 es 428 veces la masa del Sol, más o menos 105 masas solares. No propone una explicación de cómo se formó esta clase de agujeros negros. "Necesitábamos confirmar su existencia observacional primero", dice. "Ahora los teóricos pueden ir a trabajar."

Aunque el telescopio Rossi ya no está en funcionamiento, la NASA planea lanzar un nuevo telescopio de rayos X, el Explorador de Neutron Star Interior Composición (mejor), en unos dos años. Pasham, quien iniciará un puesto de investigación-pot de doctorado en la NASA Goddard a finales de agosto, ha identificado seis posibles agujeros negros de masa intermedia que NICER podría explorar.

Este trabajo se basa en las observaciones realizadas con el explorador de rayos X Rossi Timing (RXTE), gestionado y controlado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. El contenido de este artículo no reflejan necesariamente los puntos de vista de la NASA o el Goddard Space Flight Center.

Página de inicio Richard F. Mushotzky

Página de inicio Dheeraj R. Pasham

"Un gujero negro de 400 soles de masa en la galaxia M82," Dheeraj R. Pasham, Tod E. Strohmayer, Richard F. Mushotzky, fue publicado en línea 17 de agosto 2014 en la revista Nature.

Pie de foto: Esta imagen de la galaxia Messier 82 es una combinación de datos del Chandra X-Ray Observatory, el Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Espacial Spitzer. El agujero negro de masa intermedia M82 X-1 es el objeto más brillante en el recuadro, aproximadamente a las 2:00 cerca del centro de la galaxia. Crédito: NASA / H. Feng et al.

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Fecha:
Jueves, 14 de agosto 2014