Agujero negro masivo implicado en una destrucción estelar

ULX
Imagen compuesta de lo que se conoce como fuente de rayos-X ultraluminosa, o ULX. Crédito Rayos-X: NASA/CXC/UA/J. Irwin et al. Óptico: NASA/STScI

Observaciones de Chandra revelaron una fuente inusualmente luminosa de rayos-X en un denso cúmulo de estrellas viejas.

Nuevos resultados del Observatorio Chandra de Rayos-X de la NASA y los telescopios Magallanes sugieren que un denso remanente estelar ha sido arrancado por un agujero negro de 1000 veces la masa del Sol. De confirmarse, este descubrimiento sería una doble jugada cósmica: Sería una prueba sólida de un agujero negro de masa intermedia, que ha sido un tema muy debatido, y marcaría la primera vez que se observa a un agujero negro de tal clase destrozar una estrella.

Este escenario está basado en las observaciones de Chandra, las cuales revelaron una fuente de rayos-X inusualmente luminosa en un denso cúmulo de estrellas viejas, y observaciones ópticas que demostraron una peculiar mezcla de elementos asociados con la emisión de rayos-X. Todas juntas, puede darse que caso de que la emisión de rayos-X esté producida por los escombros de una estrella enana blanca destruida que han sido calentados conforme caen hacia un agujero negro masivo. La emisión óptica procede de restos más lejanos iluminados por estos rayos-X.

La intensidad de la emisión de rayos-X coloca a la fuente como una “fuente ultraluminosa de rayos-X” (ULX), lo que significa que es más luminosa que cualquier otra fuente de rayos-X estelar conocida, pero menos luminosa que las fuentes de rayos-X brillantes (núcleos galácticos activos) asociados con agujeros negros supermasivos en los núcleos de las galaxias. La naturaleza de las ULXs es un mysterio, pero una sugerencia es que algunas de las ULXs son agujeros negros con masas entre cientos y varios cientos de miles de veces la del Sol, un rango intermedio entre los agujeros negros de masa estelar y los agujeros negros supermasivos situados en los núcleos de las galaxias.

Esta ULX está en un cúmulo globular, un viejo y abarrotado conglomerado de estrellas. Los astrónomos han sospechado que los cúmulos globulares podrían contener agujeros negros de masa intermedia, pero no se han encontrado pruebas concluyentes hasta el momento.

“Los astrónomos se han topado antes con casos de estrellas destrozadas por agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias, pero esta es la primera prueba sólida de tal evento en un cúmulo globular”, dijo Jimmy Irwin de la Universidad de Alabama, que lideró el estudio.

Irwin y sus colegas obtuvieron los espectros ópticos del objeto usando los telescopios Magallanes I y II en Las Campanas, Chile. Estos datos revelan la emisión de un gas rico en oxígeno y nitrógeno, pero no en hidrógeno, un extraño conjunto de señales procedentes de un cúmulo globular. Las condiciones físicas deducidas del espectro sugieren que el gas está orbitando un agujero negro de al menos 1000 masas solares. La abundante cantidad de oxígeno y ausencia de hidrógeno indica que la estrella destruida era una enana blanca, la fase final de una estrella del tipo solar que ha agotado su hidrógeno dejando una alta concentración de oxígeno. El nitrógeno visto en el espectro óptico sigue siendo un enigma.

“Creemos que estas inusuales firmas pueden explicarse a través de una enana blanca que cayó demasiado cerca de un agujero negro y está siendo destruida por las extremas fuerzas de marea”, dijo Joel Bregman de la Universidad de Michigan.

El trabajo teórico sugiere que la emisión de rayos-X inducida por la ruptura por marea podría seguir brillando durante más de un siglo, pero se apagará con el tiempo. Por el momento, el equipo ha observado que hay una bajada del 35% en la emisión de rayos-X de 2000 a 2008.

La ULX de este estudio está situada en NGC 1399, una galaxia elíptica aproximadamente a 65 millones de años luz de la Tierra.



Fecha Original: 4 de enero de 2010
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Comment (1)

  1. El artículo es altamente aclarativo y su interés científico es mucho, ya que, podría despejar algunas incognitas que hasta el momento no han sido despejadas.

    La intensidad del campo gravitatorio que se genera alrededor de un agujero negro, proporciona una vía para explorar el comportamiento de la materia en condiciones de gravedad extrema y ver en acción algunos efectos de la Relatividad General. Aunque, por definición, un agujero negro no deja escapar radiación alguna, la materia que cae hacia el mismo no puede desprenderse de forma instantánea de su momento angular, y se dispone a su alrededor en forma de un disco de acreción.

    El disco se caliente a temperaturas muy elevadas en sus zonas más internas y, por tanto, emite abundante radiación en longitudes de onda de rayos X o ultravioletas. Una corona de electrones relativistas alrededor del disco, se ocupa de incrementar la energía de esta radiación mediante efecto Compton inverso (es decir, la radiación adquiere energía de los electrones), con lo que el entorno incandescente de un agujero negro acaba produciendo cantidades ingentes de rayos X.

    Las órbitas de la materia que circunda un agujero negro constituyen un buen escenario para ver la Relatividad General en acción. En efecto, la última órbita circular estable alrededor del agujero negro marca lo cerca que el disco de acreción puede cerrarse alredeodr del mismo. El radio de dicha órbita, y la correspondiente frecuencia orbital, son magnitudes potencialmente observables a través del espectro de potencias de la emisión de rayos X.

    Bueno, me desvío del tema, lo importante es que, la lectura de rayos X nos puede dar la mejor información sobre sucesos y objetos lejanos del Universo que, de otra manera, no podríamos ni imaginarnos que estuvieran ahí.

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