Resuelto el misterio de las estrellas jóvenes cerca de agujeros negros

El misterio de cómo pueden formarse las estrellas dentro de la profundad gravedad de un agujero negro ha sido resuelto por un equipo de astrofísicos de las Universidades de St. Andrews y Edimburgo.

El equipo, patrocinado en parte por el Consejo de Instalaciones Tecnológicas y Científicas (STFC), realizó el descubrimiento tras desarrollar simulaciones por ordenador de nubes gigantes de gas que estaban siendo aspiradas hacia un agujero negro. La nueva investigación puede ayudar a los científicos a lograr una mejor comprensión del origen de las estrellas y los agujeros negros supermasivos en nuestra galaxia y el universo. El nuevo descubrimiento se publicará en la revista Science esta semana (22 de agosto de 2008).

Hasta ahora, los científicos había quedado desconcertados por cómo podían formarse las estrellas alrededor de un agujero negro, dado que las nubes moleculares – los lugares normales de nacimiento de las estrellas – quedarían destrozados por el inmenso tirón gravitatorio del agujero negro.

No obstante, el nuevo estudio del profesor Professor Ian Bonnell (St. Andrews) y el Dr. Ken Rice (Edimburgo) encontró que las estrellas parecen formarse a partir de discos de forma elíptica, el remanente de una gigantesca nube de gas desgarrada por su encuentro con el agujero negro.

El descubrimiento de cientos de jóvenes estrellas, de gran masa y formando órbitas ovales alrededor de un agujero negro tres millones de veces más masivo que el Sol, y en el centro de nuestra galaxia, se describe como uno de los descubrimientos recientes en astrofísica más apasionantes.

El Prof. Bonnell comenta que “Estas simulaciones muestran que las estrellas jóvenes pueden formarse en la vecindad de los agujeros negros supermasivos siempre que exista un suministro razonable de nubes de gas desde el exterior de la galaxia.

Las simulaciones, realizadas por el supercomputador SGI Altix de la Alianza física de Universidades Escocesas (SUPA) SGI – que necesitó de un año de tiempo de cálculo – siguieron la evolución de dos nubes de gas gigantes separadas de hasta 100 000 veces la masa del Sol, conforme caían al agujero negro supermasivo.

Las simulaciones muestran cómo las nubes son destrozadas por el inmenso tirón gravitatorio del agujero negro. Las desgajadas nubes forman patrones en espiral conforme orbitan el agujero negro; los patrones en espiral eliminan energía cinética del gas que pasa cerca del agujero negro y la transfieren al gas que pasa más lejos. Esto permite que parte de la nube sea capturada por el agujero negro mientras que el resto escapa. En estas condiciones, sólo las estrellas con gran masa son capaces de formarse y estas estrellas heredan las órbitas excéntricas del disco. Estos resultados encajan con las dos principales propiedades de las estrellas jóvenes del centro de la galaxia: gran masa y órbita excéntrica alrededor del agujero negro supermasivo.

El Dr. Rice comenta que “El elemento crucial fue el modelado del calentamiento y enfriamiento del gas dado que nos decía cuánta masa es necesaria por parte del gas para tener la suficiente gravedad como para superar la propia presión del gas, y por tanto formar una estrella. El calor está causado por la extrema compresión de la nube conforme se estira y desgarra por el tirón del agujero negro. Esto se equilibra con el enfriamiento, el cual requiere un conocimiento detallado de cómo de rápido escapa la radiación de la nube”.

El Profesor Bonnell concluye que, “Las estrellas actualmente presentes alrededor del agujero negro supermasivo de la galaxia tienen tiempos de vida relativamente cortos de aproximadamente ~10 millones de años, lo que sugiere que este proceso es probablemente repetitivo. Tal suministro continuo de estrellas en la vecindad del agujero negro, y una dieta de gas acretado directamente, puede ayudarnos a entender el origen de los agujeros negros en nuestra galaxia y otras del universo”.


Autor: Julia Short
Fecha Original: 21 de agosto de 2008
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Comments (6)

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