Integral observa materia a un milisegundo de su final

Artículo original publicado el 24 de marzo de 2011 en la web de ESA.

El observatorio de rayos gamma Integral de la ESA ha observado materia extremadamente caliente apenas un milisegundo antes de caer en el olvido de un agujero negro. Pero, ¿realmente está condenada? Estas observaciones únicas sugieren que parte de la materia puede estar en medio de una gran evasión.

Nadie querría estar tan cerca de un agujero negro. A apenas unos cientos de kilómetros de su letal superficie, el espacio es un cúmulo de partículas y radiación. Vastas tormentas de partículas caen a su final casi a la velocidad de la luz, elevando la temperatura a millones de grados.

Cygnus X-1


Comúnmente, se necesita apenas un milisegundo para que las partículas crucen esta distancia final, pero puede haber una esperanza a mano para una pequeña fracción de las mismas.

Gracias a las nuevas observaciones de Integral, los astrónomos saben ahora que esta región caótica está tejida con campos magnéticos.

Esta es la primera vez que se han identificado campos magnéticos tan cerca de un agujero negro. Más importante aún, Integral demuestra que son campos magnéticos muy estructurados los que están formando un túnel de escape para algunas de las partículas condenadas.

Philippe Laurent de CEA Saclay en Francia, y sus colegas hicieron el descubrimiento estudiando el agujero negro cercano Cygnus X-1, que está haciendo pedazos a una estrella compañera y alimentándose con su gas.

Sus pruebas apuntan a que el campo magnético es lo bastante fuerte para sacar partículas del tirón gravitatorio del agujero negro y canalizarlas hacia fuera, creando chorros de materia que se lanzan al espacio. Las partículas de estos chorros se forman en trayectorias espirales conforme escalan por el campo magnético hacia la libertad, y esto afecta a una propiedad de la luz de sus rayos gamma conocida como polarización.

Un rayo gamma, como la luz común, es un tipo de onda y la orientación de la onda se conoce como polarización. Cuando una partícula rápida sigue un camino espiral en un campo magnético, produce un tipo de luz, conocida como emisión sincrotrón, que emite un patrón de polarización característico. Es esta polarización la que ha encontrado el equipo en los rayos gamma. Fue una observación difícil de realizar.

“Tuvimos que usar casi cada observación que ha realizado Integral sobre Cygnus X-1 para hacer esta detección”, dice Laurent.

Recopiladas a lo largo de siete años, estas observaciones repetidas del agujero negro totalizan ahora unos cinco millones de segundos de tiempo de observación, el equivalente a tomar una única imagen con un tiempo de exposición de más de dos meses. El equipo de Laurent las unió todas para crear dicha exposición.

“Aún no sabemos exactamente cómo la materia que cae se convierte en chorros. Hay un gran debate entre los teóricos; estas observaciones los ayudarán a decidir”, señala Laurent.

Los chorros alrededor de los agujeros negros se habían observado antes mediante radiotelescopios, pero tales observaciones no pueden ver el agujero negro con suficiente detalle para saber exactamente cómo de cerca se originan los chorros respecto al agujero negro. Esto hace que las nuevas observaciones sean de un valor incalculable.

“Este descubrimiento de emisión polarizada procedente del chorro de un agujero negro es un resultado único que demuestra que Integral, que cubre la banda de alta energía en el amplio espectro de misiones científicas de ESA, continúa produciendo resultados clave más de ocho años después de su lanzamiento”, dice Christoph Winkler, Científico del Proyecto Integral de ESA.


Fecha Original: 24 de marzo de 2011
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Comments (18)

  1. [...] Integral observa materia a un milisegundo de su final http://www.cienciakanija.com/2011/03/25/integral-observa-materia…  por RickDeckard hace 3 segundos [...]

  2. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo original publicado el 24 de marzo de 2011 en la web de ESA. El observatorio de rayos gamma Integral de la ESA ha observado materia extremadamente caliente apenas un milisegundo antes de caer en el olvido de un agujer…..

  3. Gerardo

    De donde sacaran ese tiempo de un milisegundo? será algo calculado o es algo cualitativo simplemente para decir “un tiempo muy corto”?

    Una pregunta, ese magnetismo no lleva a crear un singularidad desnuda?

    • Gerardo, el artículo habla de tiempos del orden de los milisegundos, no de un milisengudo, que es casi lo mismo pero no es lo mismo.

      ¿Singularidad desnuda? No, ni mucho menos. Un campo magnético está creado por un partícula cargada en movimiento. La materia que cae en el agujero negro forma de manera natural campos magnéticos que están fuera del horizonte de sucesos, ¿por qué iban a crear una sing. desnuda? Estos campos magnéticos desvían parte de la materia que cae y crean un chorro.

      No entiendo tu pregunta ¿tienes en mente agujeros negros cargados o algo por el estilo? Cygnus X-1 está muy lejos de ser un agujero negro extremal (en el que la adición de más carga conduce a la desaparición del horizonte de sucesos); el artículo técnico no dice nada al respecto, pero la carga que pueda contener Cygnus X-1 como agujero negro es extremadamente pequeña (en el artículo a todos los efectos se considera como neutro).

  4. jurl

    no sabemos exactamente = no tenemos es que ni noción

    tuvimos que usar cada observación = hay que joderse que tuvimos que apañarnos con la poca mierda que teníamos

    hay un gran debate entre los teóricos = pasan del silencio absoluto al coro de delirios más alucinante

    estas observaciones lo ayudarán a decidir = la modestia y la ciencia son inmiscibles

    Imagino que es calculado sobre los datos obtenidos, tras las pertinentes correcciones, o no, porque no se detalla. Yo entiendo que se refieren a un ms de tiempo real de datos.

  5. reneco

    ¿como se formaran esos campos magnéticos? en una estrella de neutrones (que no son totalmente de neutrones) hay cargas eléctricas en ella que al girar producen fuertes campos magnéticos, pero en un agujero negro no puede existir eso.

    • Fer137

      Un AN tiene masa, carga y momento angular

    • jurl

      Pues no, no debería tenerlo según la mecánica clásica en que se fundamenta toda su existencia xD. Pero la ventaja de suspender las leyes de la física a conveniencia es impresionante xD (eso me recuerda a ciertas “jurisprudencias”)

  6. alan

    supongo que el material en rotacion es el que forma el campo magnetico.

    • reneco

      Si tuviera carga y momento angular ya no sería tan negro por que perdería energía, tal y como lo hacen las estrellas de neutrones, el campo magnético detectado necesariamente tiene que provenir del exterior de el, pero no conozco el mecanismo que lo forma. Lo único que evidencia la existencia de un AN es la atracción gravitatoria.
      Las consideraciones de de Kerr-Newman que hablan de momento y carga de un AN no debieran tener efecto al exterior de este, porque si lo hiciera tendríamos un objeto que pierde energía y la singularidad del AN ya no sería tan singular

  7. [...] negros: Descubren un agujero negro de más de cinco veces la masa del Sol. Integral observa materia a un milisegundo de su final. Gigantescos agujeros se formaron en el Universo primitivo a partir de [...]

  8. El artículo técnico, por si le interesa a alguien es P. Laurent et al., “Polarized Gamma-Ray Emission from the Galactic Black Hole Cygnus X-1,” Science Express, Published Online 24 March 2011 [gratis aquí].

  9. Impresionante, parece mentira hasta donde ha llegado la ciencia, me aterra saber hasta donde llegaré la exploración del universo a este paso.

  10. edgar

    No sera este un “objeto magnetoesferico en eterno colapso?

  11. eldoctorbacterio

    Por favor a ver si alguien me resuelve esta duda que me corroe y de la que no soy capaz de encontrar respuesta:

    Según la relatividad general, al acercarnos a un agujero negro el campo gravitatorio va aumentando y el tiempo se va ralentizando respecto a un observador expuesto a un campo gravitatorio menor. Es decir, para un observador en la Tierra su reloj correría más rápido que el de un desafortunado astronauta expuesto a un campo gravitatorio alto cerca de un agujero negro. Y según la relatividad general, justo en el límite de sucesos del agujero negro el tiempo se ralentizaria tanto que llegaría a detenerse ¿no?. Entonces: no deberíamos ver la materia detenerse justo en el límite de sucesos, en lugar de verla acelerar casi hasta la velocidad de la luz???

    Muchas gracias y perdón por mi ignorancia
    Pablo Gafo.

    • Harsh Critic

      No, porque precisamente en esa frontera es donde la velocidad de escapa alcanza c, no antes ni inmediatamente antes. Es entonces a partir de ahí que ya no la vemos y, efectivamente, para ella el tiempo se ha detenido, o a saber.

      Lo que tiene menos entendimiento es que dado que nada puede escapar de un agujero, cómo se las arreglan los gravitones para sí salir y con ellos la interacción gravitatoria, por ejemplo. Un intento es pensar en una especie de radiación Hawking que facilitaría la salida de gravitones vía virtualización (si esto sucediese con el resto de partículas de intercambio y en la misma escala, cosa que no veo por qué no, dada la brutalidad que representa el fenómeno) los agujeros brillarían de la hostia, en vez de ser negros. Tampoco queda muy claro cómo un fenómeno de una intensidad tan salvaje puede materializarse a través de un efecto cuántico, cuando ha sido hasta hoy imposible ver efectos cuánticos a esa escala (igual los estamos viendo, pero no tenemos ni pastelera idea), ni los efectos que tiene esto sobre la entropía bla bla bla, porque a fin de cuentas este tipo de problemas “da” igual, el agujero está ahí y punto xD.

  12. eldoctorbacterio

    Muchisimas gracias Harsh, pero es que soy muy torpe :(

    osea que la materia va acelerando al caer en espiral y emitiendo radiacion cada vez más energética (menor longitud de onda) pero justo en el límite de sucesos, donde la velocidad de escape es igual a c, se para liza el tiempo (o al menos se rompe el entrrmado espacio-tiempo)???? pero esta deformidad del espacio-tiempo no deberia ser progresiva al acercamiento??

    Con respecto a lo segundo que comentas ¿los gravitones existen? ¿no son hipotéticos?

    Gracias otra vez

    • Harsh Critic

      No se han detectado, en realidad las ondas gravitatorias (análogo a las ondas electromagnéticas de los fotones), algo por otro lado normal porque es muy difícil. Los gravitones deben existir si el modelo estándar es correcto. Pero no tiene por qué ser correcto. Por ejemplo, existe otro cacao de mucho cuidado con las presuntas ondas gravitatorias que deberían andar por ahí como consecuencia del Big Bang (en una especie de radiación de microondas de fondo, pero en gravitatorio).

      El problema básicamente es que sólo tenemos la RG como herramienta para enfrentarnos a todo esto (el resto de ramas de la física crean más problemas que soluciones xD), la RG sabemos que es como poco incompleta, porque no es compatible con la MC que es más sólida que la RG (la solidez de la RG es impresionante: no se le ha detectado en un siglo ni una sola discrepancia con la realidad, con una exactitud a órdenes de magnitud sin precedentes). Es decir, sabemos de antemano que tiene unos límites sin embargo no los hemos alcanzado (como sí hicimos en su día con la newtoniana). Como tampoco hay forma de encontrar una aplicación convincente de la MC a la gravedad, pues tenemos muchísimos problemas, mejor dicho, sólo problemas xD (sin soluciones). Muchas de las presuntas soluciones que se buscan a mi pobre juicio pienso que son esa elegante forma que tiene la mente humana de resolver ciertos problemas: la alfombra (no te veo, no existes).

      La inmensa mayoría de los físicos del campo no cuestionan la existencia de los agujeros negros. Saben perfectamente que estos problemas están ahí y son irresolubles de momento, pero creen que la interpretación de los datos empíricos es correcta y si algo existe y es real, lo es con independencia de nuestras interpretaciones, eso está claro.

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