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2 de octubre de 2018

Afirman haber encontrado restos de un Universo anterior

El célebre físico Roger Penrose cree haber localizado remanentes de agujeros negros que datan de antes del Big Bang. Es nueva evidencia a favor de la teoría de que el Universo atraviesa por infinitos ciclos de Big Bangs.


Una serie de anomalías luminosas que aparecen en ciertas imágenes de los científicos podrían ser restos de un Universo anterior. O por lo menos eso es lo que piensa Roger Penrose, el célebre físico de la Universidad de Oxford que a mediados de los sesenta explicó, junto a Stephen Hawking, cómo se forma una singularidad. Para Penrose, en efecto, esas extrañas espirales de luz serían restos de agujeros negros que lograron sobrevivir a la destrucción de un Universo que existió antes del Big Bang. 

"Lo que afirmamos -explica Penrose- es que estamos viendo el remanente final de un agujero negro que se evaporó en el eón anterior". Junto a un grupo de colegas, el investigador británico acaba de publicar sus conclusiones en Arxiv.org. 

Penrose es uno de los padres de una teoría llamada "Cosmología Cíclica Conforme" (CCC), según la cual el Universo pasa por una serie infinita de ciclos (eones), durante los cuales primero se expande y después se comprime hasta convertirse de nuevo en un punto. Lo cual podría permitir que, bajo ciertas condiciones, la radiación electromagnética sobreviviera a la destrucción de un Universo para pasar a formar parte del siguiente.

Y esos restos "supervivientes" son precisamente los que Penrose y sus colegas creen haber identificado en el Fondo Cósmico de Microondas (CMB), la débil radiación residual del Big Bang que impregna por completo el Universo en que vivimos.

Lea el artículo completo en: ABC Ciencia 

17 de marzo de 2018

Muere Stephen Hawking: 5 grandes aportes del prestigioso físico británico a la ciencia

1. Los agujeros negros

Hawking dedicó toda su vida a investigar las leyes que gobiernan el universo.

Muchos de sus trabajos giran en torno a los agujeros negros, por lo que no se extrañen al verlos aparecer también en los siguientes puntos.

Un agujero negro es una región del espacio con una cantidad de masa concentrada tan grande que no existe la posibilidad de que algún objeto cercano escape a su atracción gravitacional.

La idea de los agujeros negros es muy anterior a Hawking.
De hecho, las primeras nociones datan del siglo XVIII, pero fue la teoría de la relatividad general de Einstein, publicada en 1915, la que hizo que estas regiones espaciales empezaran a ser tomadas en serio.

En los años 70, Hawking tomó como base los estudios de Einstein para lograr una descripción de la evolución de los agujeros negros desde la física cuántica.
"Creo que mi mayor logro será que los agujeros negros no son completamente negros", dijo el físico el año pasado a la BBC.

"Efectos cuánticos —continuó— hacen que brillen como cuerpos calientes con una temperatura que es más baja cuanto más grande sea el agujero negro. Este resultado fue completamente inesperado y mostró que existe una profunda relación entre la gravedad y termodinámica".

Y agregó: "Creo que esto será clave para entender cómo las paradojas entre la mecánica cuántica y la relatividad general pueden resolverse".

2. La radiación de Hawking

Según Hawking, los efectos de las física cuántica hacen que los agujeros negros brillen como cuerpos calientes, de ahí que pierdan parte de su negritud.
En 1976, siguiendo los enunciados de la física cuántica, concluyó en su "teoría de la radiación" que los agujeros negros son capaces de emitir energía, perder materia e incluso desaparecer.

Roland Pease, periodista científico de la BBC, explica: "A un agujero negro le tomaría mucho tiempo evaporarse de esta manera, pero en sus últimos años, Hawking sostuvo que expiraría en un estallido de energía equivalente a un millón de megatones de bombas de hidrógeno".

Por eso, cuando en 2008 se inauguró el Gran Colisionador de Hadrones (LHC por su sigla en inglés) en las afueras de Ginebra, se generó una alta expectativa de que el acelerador de partículas pudiera crear agujeros negros microscópicos y así probar las ideas de Hawking.

De ser así, Pease afirma que el británico "con certeza" habría recibido el premio Nobel. Pero el LHC no ha conseguido dicha prueba.

3. Confirmación del Big Bang

El trabajo que hizo Hawking sobre los agujeros negros ayudó a probar la idea de que hubo una Gran Explosión o Big Bang al principio de todo.

Aunque había sido desarrollada en la década de los 40, la teoría del Big Bang aún no había sido aceptada por todos los cosmólogos.

Sin embargo, en colaboración con el matemático británico Roger Penrose, Hawking se dio cuenta de que los agujeros negros eran como el Big Bang al revés.

Lea el artículo completo en:

BBC Ciencia

25 de septiembre de 2013

¿Pueden los agujeros negros quedarse dormidos?

Observación de Rayos X en Observatorio Chandra
Los agujeros negros supermasivos residen en lo profundo de los núcleos de las galaxias y generan grandes cantidades de emisiones de rayos X, ya que continuamente devoran material.

Se cree que ese material se esconde en el corazón de todas las galaxias.

Pero recientemente, los astrónomos se sorprendieron al descubrir que uno de esos agujeros negros, en la Galaxia Scuptor (NGC 253), ¡parecía haberse quedado dormido!

Las observaciones de la nave espacial de la NASA NuSTAR no han podido detectar la emisión de Rayos X de NGC 253, mientras que los análisis de hace una década hechos por el Observatorio de Rayos X, Chandra, mostraron signos reveladores de la alimentación del agujero negro.

Los astrónomos aún no están convencidos de si el agujero negro está inactivo, o si las observaciones de Chandra fueron de otra fuente de Rayos X.

Los investigadores esperan ahora el agujero negro despierte de su siesta y listos para atraparlo si lo hace.

Fuente:

BBC Ciencia

30 de agosto de 2013

Descubren en el sur del océano Atlántico análogos de los agujeros negros espaciales

Un equipo internacional de científicos reveló que los agujeros negros tienen un análogo en la Tierra: de acuerdo con un reciente estudio, los vórtices del Atlántico Sur actúan de manera muy semejante a la de estos fenómenos cósmicos.


George Haller, del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich, y Francisco Beron-Vera, de la Universidad de Miami en Florida, han encontrado análogos terrestres de agujeros negros en las aguas turbulentas del océano Atlántico. Los físicos descubrieron que el borde de los vórtices que se forman en zonas de la turbulencia está representado normalmente por un ancho cinturón de una sustancia brillante, que se asemeja a la esfera de fotones que rodea a los agujeros negros sin entrar en los mismos.

Haller y Beron-Vera demostraron científicamente esta semejanza al describir el comportamiento de los vórtices en los fluidos turbulentos utilizando los mismos principios matemáticos que describen el fenómeno de los agujeros negros, regiones del espacio-tiempo en las que la gravedad es suficientemente fuerte para evitar que ninguna sustancia se escape, incluida la luz.

Según el portal Technology Review, Haller y Beron-Vera investigaron las corrientes en el suroeste del océano Índico y el sur del Atlántico. En esta parte del océano mundial existe un fenómeno bien conocido que se denomina 'la fuga de las Agujas', que viene de la corriente de las Agujas del océano Índico. "Al final de su flujo hacia el sur, esta corriente se vuelve sobre sí misma, creando de vez en cuando remolinos en la zona meridional del Atlántico", indican los científicos.

Lea el artículo completo en:

RT Actualidad

10 de agosto de 2013

¿Qué pasa al entrar en un agujero negro?

El principio de equivalencia de la teoría general de la relatividad de Einstein implica que no pasa nada al cruzar el horizonte de sucesos de un agujero negro, un observador no debe notar nada especial; de hecho, en un agujero negro supermasivo, la curvatura del espaciotiempo en el horizonte de sucesos es muchos órdenes de magnitud más pequeña que en la superficie de la Tierra.

Pero este resultado es clásico y la aplicación de la física cuántica a los agujeros negros indica que su horizonte de sucesos debe emitir radiación de Hawking. ¿Notaría de alguna forma el observador que cae la existencia de esta radiación si tuviera un instrumento adecuado? La pregunta puede parecer una tontería, pero su respuesta es más complicada de lo que parece a primera vista, pues en rigor requiere una teoría cuántica de la gravedad y todavía no tenemos ninguna. Por supuesto, podemos aplicar las reglas de la mecánica cuántica a la teoría de la gravedad de Einstein y obtener resultados correctos en el límite de campos débiles, es decir, de agujeros negros con gran masa (como ya hizo Hawking); en dicho caso, el observador no notaría nada (la radiación de Hawking no puede ser detectada en agujeros negros de masa estelar y menos aún en agujeros negros supermasivos).

Sin embargo, el problema sigue estando ahí en el caso de campos fuertes (agujeros negros de masa muy pequeña, llamados microagujeros negros); en dicho caso tenemos que usar una teoría cuántica de la gravedad y la respuesta nos lleva a la frontera entre lo que sabemos y lo que nos gustaría saber. Nos lo contó en Madrid Kyriakos Papadodimas (University of Groningen), “Falling into a Black Hole and the Information Paradox in AdS/CFT,” IFT Xmas Workshop 2012, December 20 [slides]; la charla está basada en su artículo Kyriakos Papadodimas, Suvrat Raju, “An Infalling Observer in AdS/CFT,” arXiv:1211.6767, 28 Nov 2012.


Dibujo20130730 hawking radiation - pure state becomes thermal radiation

Papadodimas estudia el problema de la observación de la radiación de Hawking en un agujero negro en un espaciotimpo AdS (anti-de Sitter), que en relatividad general corresponde a una solución de vacío de las ecuaciones de Einstein con una constante cosmológica negativa (atractiva). Gracias a la correspondencia AdS/CFT, este agujero negro equivale a un plasma de quarks y gluones en una teoría gauge conforme (CFT) similar a la cromodinámica cuántica con un número infinito de cargas de color. Gracias a esta analogía, tras un buen número de cálculos, Papadodimas concluye que en un agujero negro macroscópico un observador semiclásico que penetra en el horizonte de sucesos no nota nada especial.

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Francis Science News

2 de marzo de 2013

Descubren la misteriosa estructura de un agujero negro situado de canto



Como si se tratara de un enorme “donut” (o toroide) que va creciendo conforme transcurren los días. Así describe Jesús Corra, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), la peculiar estructura del sistema binario Swift J1357.2-0933, compuesto por una estrella ‘normal’ y un agujero negro de masa estelar, es decir, que se alimenta de la estrella compañera, y que está situado de canto. Un estudio del que Corral es primer autor y que aparece publicado en el último número de Science ha seguido los pasos de la fase de erupción del sistema, un hecho que solo ocurre una vez cada decenas o cientos de años.
De este modo, el equipo de astrofísicos observó unos extraños eclipses en el sistema que duraban y se repetían cada pocos minutos. Este hallazgo les llevó a dos conclusiones: el agujero negro debía estar colocado prácticamente "de canto" (una inclinación de al menos 75 grados) y presenta una peculiar estructura vertical situada en el disco de acreción del sistema, es decir, el conjunto de la materia que el agujero va robando de la estrella y que forma una corriente en forma de disco, similar a la que genera el agua al destapar un fregadero.

Se trata de la primera vez que se observa un agujero negro con esta inclinación. Los astrofísicos sospecha que la estructura descrita por el estudio podría estar presente en muchos otros sistemas, lo que convertiría a Swift J1357.2-0933 en el prototipo de una población hasta ahora oculta de sistemas con muy alta inclinación en los que el agujero negro se encuentra oscurecido.


¿Cómo se forman los agujeros negros?

Los agujeros negros se forman a partir de la muerte de estrellas muy masivas y, de entrada, resulta complicado encontrarlos. Al no emitir luz, es casi imposible detectarlos si se hallan solos. En el caso de que formen sistema con una estrella, la probabilidad de observación es más alta, dado que lo que se ve es el proceso de 'canibalización' del astro por parte del agujero. De esta manera se entiende que, desde que se detectó el primero en 1964, solo se hayan confirmado otros 18 agujeros negros en nuestra galaxia.

Swift J1357.2-0933, descubierto por el satélite de rayos X Swift en 2011 y estudiado por el equipo del IAC, ha sido el último en añadirse a la lista. Se encuentra situada a unos 5.000 años luz, y la estrella completa una órbita alrededor del agujero negro cada 2,8 horas. La masa del agujero equivale al menos a 3 veces la del Sol.

El hallazgo más insólito del sistema han sido sus eclipses, que ocurren cada pocos minutos, reducen el brillo del sistema hasta un 30%, duran solo siete segundos y se van repitiendo en intervalos mayores al cabo de los días. “Es la primera vez que se observa un fenómeno de estas características. Ninguna de las 50 binarias de rayos X transitorias conocidas (18 con agujeros negros confirmados y 32 candidatos) presenta eclipses producidos por la estrella”, ha explicado Corral.


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Muy Interesante

17 de diciembre de 2012

El misterio de la luz del agujero de Andrómeda

andromeda-agujeroLa vecina galaxia de Andrómeda cuenta con un agujero negro que emite, en ocasiones, más luminosidad de la cabría esperar para su masa. ¿Por qué? De resolver este misterio astronómico se está encargando un equipo internacional de científicos entre los que se encuentran investigadores del Instituto de Ciencias del Espacio del CSIC.

Según publican los científicos en la revista Nature, existen fórmulas matemáticas que establecen cuál debe ser la luminosidad máxima de un objeto cósmico en función de su masa –conocida como la "luminosidad de Eddington"–. Por encima de este límite, por ejemplo, una estrella normal se descompondría. Para un agujero negro de masa una decena de veces superior a la del Sol, esta cifra es de 1x1032 vatios, un millón de veces mayor que la luminosidad del Sol. Sin embargo, el agujero negro de Andrómeda supera este límite en algunas ocasiones.

Esto ha llevado identificarlo como una fuente de rayos X ultraluminosa (ULX por sus siglas en inglés). Por lo general, se trata de emisiones intensas de rayos X que proceden de sistemas binarios formados por una estrella y un agujero negro que orbitan mutuamente entre sí a gran velocidad, y son consecuencia de las elevadas temperaturas que alcanza el gas de la estrella cuando cae hacia el agujero negro. Antes de ser engullida, esta materia crea un disco de acrecimiento alrededor del agujero negro y emite intensamente en rayos X. La luminosidad de este fenómeno depende de la masa del agujero negro, ya que cuanto más masivo sea, más potente será su campo gravitatorio y más materia será capaz de absorber, lo que le conferirá una mayor luminosidad. Dicho de otro modo, la ultraluminosidad del agujero en Andrómeda se debe al enorme banquete de estrellas que devora.

Los resultados obtenidos por esta investigación abren una nueva ventana de comprensión de los agujeros negros y su evolución en el universo.


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Muy Interesante

29 de noviembre de 2012

Un agujero negro gigante desconcierta a los astrónomos


Agujeros negros 

Ilustración artística de un agujero negro Imagen SPL
  • Son objetos extremadamente densos que nacen tras el colapso de una gran estrella

  • Tienen una concentración de masa tan elevada que su gravedad atrapa incluso la luz

  • Un agujero negro mediano puede tener una masa equivalente a mil veces nuestro Sol en un volumen no mayor que la Tierra

  • Se cree que en el interior de la mayoría de las galaxias de grandes dimensiones, como la Vía Láctea, se encuentra un agujero negro supermasivo

Constelación Perseo, imagen captada por el telescopio espacial Hubble DW HOGG/MBLANTON/SDSS

El agujero negro supermasivo se encuentra en el centro de NGC 1277, una galaxia amarillenta cerca del centro de este cúmulo de galaxias en la constelación Perseo. Imagen: DW HOGG/MBLANTON/SDSS
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Un agujero negro con una masa equivalente a 17.000 millones de soles fue detectado en una pequeña galaxia, según un nuevo estudio.

El agujero, descubierto por científicos del Instituto Max Planck para Astronomía en Heidelberg, Alemania, es el segundo de mayor tamaño jamás detectado, pero lo desconcertante es que se halla en una galaxia "diminuta". Se encuentra en el centro de la galaxia NGC 1277, en la constelación de Perseo, a una distancia cercana a los 220 millones de años luz. 

"Es uno de los agujeros negros más grandes que se ha observado hasta ahora y cientos de veces mayor de lo que estimábamos para una galaxia de este tamaño", señaló el astrónomo holandés Remco van den Bosch, uno de los investigadores.
La galaxia NGC 1277, que aparece en una imagen captada por el telescopio Hubble, tiene una masa diez veces menor que la Vía Láctea, pero alberga un agujero negro 4.000 veces mayor que el que se encuentra en el centro de nuestra galaxia.

El agujero descubierto es tan masivo que las estrellas que lo rodean se desplazan a una velocidad superior a 100 kilómetros por segundo o 360.000 kilómetros por hora.

Enigma

El hallazgo plantea dudas respecto a las teorías actuales, según las cuales un agujero negro crece en tándem con su galaxia huésped.

Los astrónomos creen que la mayoría de las galaxias, incluida la Vía Láctea, albergan en su seno un agujero negro supermasivo. Según esta hipótesis, la masa de estos agujeros representa cerca del 0,1% del llamado bulbo estelar de la galaxia, como se denomina a las estrellas de mayor edad en torno a su centro.
Pero la masa del agujero en NGC 1277 ocupa el 14% del bulbo.

Parte de la razón por la que se creía que los agujeros negros no pasaban del máximo de 0,1% es que hay un límite a la cantidad de materia que puede absorber un agujero negro de una vez, "como cuando una multitud intenta pasar por una puerta". Si hay mucho material, el agujero negro expulsa una parte, explicó Karl Gebhardt, astrónomo de la Universidad de Austin, en Texas, y otro de los autores del estudio publicado en la revista Nature

En el caso de NGC 1277, los científicos no saben por qué el agujero negro siguió creciendo hasta alcanzar su supermasa.

Rompecabezas 

Determinar el tamaño de un agujero negro es extremadamente difícil, ya que absorbe la luz en sus alrededores y no puede ser visto.

Los astrónomos miden por ello la llamada "esfera de influencia" del agujero negro, es decir, sus efectos gravitacionales en las estrellas y nubes de gas vecinas.

En la Vía Láctea, por ejemplo, es posible observar estrellas individuales durante su órbita en torno al agujero negro Sagittarius A para determinar su masa.

En el caso de los más de 100 agujeros negros distantes cuyas masas han sido estimadas, los científicos se basaron en medidas de la velocidad de estrellas cercanas.

Utilizando el telescopio Hobby Eberly en el estado de Texas, Estados Unidos, fue posible detectar hasta ahora cerca de 900 galaxias que albergan agujeros negros.

"Hacemos un modelo de una galaxia y usamos programas computacionales para analizar las órbitas estelares", le dijo Van den Bosch a la BBC .

"Es como un gran rompecabezas. Tratamos de considerar conjuntamente todas esas órbitas de forma que coincidan con la galaxia observada y las velocidades medidas".

Remco van den Bosch, quien trabajaba anteriormente en la Universidad de Texas en Austin, y sus colegas, se sorprendieron al encontrar algunos de los agujeros negros más grandes en galaxias relativamente pequeñas, como NGC 1277.

La galaxia podría ayudar a desentrañar el misterio de cómo surgieron los agujeros negros.
"Esta galaxia parece ser muy antigua", afirmó Van den Bosch.

"De alguna forma este agujero negro creció rápidamente hace mucho tiempo, pero desde entonces, no se han formado nuevas estrellas y la galaxia no ha sufrido grandes cambios".

"Estamos tratando de entender como ocurrió ese proceso y no tenemos todavía una respuesta. Pero eso es lo hace este trabajo tan emocionante".

Fuente:

BBC Ciencia

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5 de octubre de 2012

Esta es el aspecto que tiene un agujero negro visto de cerca



Simulación numérica de los gases alrededor del agujero negro de M87 - Avery E. Broderick (University of Waterloo/Perimeter Institute)

Aunque a estas alturas hay montones de observaciones y datos que confirman que los agujeros negros efectivamente existen lo cierto es que nunca hemos visto uno directamente.

Esto es debido, entre otras cosas a que están muy lejos y a que su tamaño es realmente minúsculo, aún a pesar de que tienen masas enormes, y a que a menudo están situados en el centro de una galaxia, unas regiones notablemente difíciles de observar por la cantidad de gases presentes allí y que ocultan sus detalles.

Pero eso no quiere decir que nos astrónomos no lo estén intentando.

De hecho la imagen que está ahí arriba, recién publicada, es lo más parecido que tenemos a una imagen real de un agujero negro, aunque se trate de una representación obtenida mediante simulaciones numéricas de los datos obtenidos con el Event Horizon Telescope en la región de las microondas, algo que nuestros ojos no pueden ver.

Para obtenerla cuatro radiotelescopios situados en Hawai, California y Arizona apuntaron sus antenas a la galaxia M87 y, combinando sus mediciones, pudieron confirmar que los gases que rodean el agujero negro supermasivo que hay allí giran en el mismo sentido que este, justo como predicen los modelos.

Tal y como se puede leer en Big Telescopes Reveal the Maelstrom Around a Black Hole en esta imagen se han podido observar detalles hasta unas 5,5 veces el diámetro del horizonte de eventos, que por decirlo así es el límite dentro del cual cualquier cosa que lo atraviese caerá irremediablemente al agujero negro.

El horizonte de eventos es, y que me perdonen los físicos, como si fuera la frontera entre el universo normal y el universo distorsionado que existe en las proximidades de un agujero negro; lo que hemos hecho por ahora es mirar muy cerca de él.

Como dicen en Boing Boing es como si no pudieras ver directamente a una catarata pero pudieras observar el agua que salpica alrededor.

Se espera que en el futuro el Event Horizon Telescope incorpore más radiotelescopios para poder acercar estas observaciones justo hasta el borde del horizonte de eventos, el límite del que no podremos pasar porque como decía antes, nada escapa del interior de un agujero negro.

Esta técnica, conocida como interferometría, funciona un poco como cuando giramos la cabeza a un lado y otro para intentar ver mejor algo: al observar algo con radiotelescopios o telescopios ópticos separados por decenas, cientos, o miles de kilómetros se obtiene un efecto similar que permite que la suma de todas esas observaciones tenga más detalle del que podría obtener uno solo de esos observatorios.

Tomado de:

30 de agosto de 2012

Un botín cósmico de agujeros negros

Una nube de polvo alimenta un agujero negro supermasivo. | NASA
Una nube de polvo alimenta un agujero negro supermasivo. | NASA
La NASA ha informado de un descubrimiento espectacular. El telescopio Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) ha descubierto millones de agujeros negros en todo el universo, además de galaxias extremas, conocidas como 'hot DOGs' o 'galaxias oscurecidas por el polvo.

El telescopio 'WISE' fue enviado por la NASA en 2009 destinado a estudiar la radiación infrarroja. Desde su lanzamiento 'WISE' ha escaneado con luz infrarroja el cielo completo un par de veces "capturando millones de imágenes del cielo". "Estas galaxias polvorientas son tan extrañas que WISE tuvo que escanear todo el cielo para encontrarlas", han apuntado. De esta forma, las imágenes capturadas por el telescopio han revelado la existencia de millones de "polvorientos candidatos" a convertirse en agujeros negros.

Uno de los científicos del programa 'WISE' de la NASA ha manifestado que "se ha descubierto una importante colección de objetos ocultos". Asimismo, los investigadores han asegurado que en la búsqueda de las galaxias "más brillantes" han podido identificar cerca de 1.000 de estos elementos.

En este sentido, los astrónomos utilizaron el telescopio 'WISE' para identificar agujeros negros "supermasivos" y otros objetos únicos como, aproximadamente, mil galaxias "calientes y superluminosas" situadas en su gran mayoría a 10.000 millones de años luz de la Tierra. "Son dos veces más calientes que las galaxias convencionales y cien billones de veces más luminosas que el Sol y su característica principal es la formación activa de estrellas", han apostillado.

Este descubrimiento es único ya que alrededor de dos terceras partes de estos objetos "nunca antes habían sido detectados" porque el polvo bloqueaba su luz visible. Por tanto, con estos hallazgos, 'WISE' da a los astronómos una visión única del cosmos

No obstante, la NASA ha afirmado que "los últimos descubrimientos están ayudando a los astrónomos a comprender mejor cómo las galaxias y los agujeros negros crecen y evolucionan juntos". 

"Podríamos estar viviendo una nueva fase, poco frecuente en la evolución de las galaxias", han concluido.

Fuente:

El Mundo Ciencia

13 de junio de 2012

Hallan agujeros negros que crecen más rápido que sus galaxias


Agujeros Negros

El Observatorio Chandra de Rayos X de la NASA ha encontrado dos agujeros negros supermasivos que crecen a un ritmo más rápido que sus galaxias. Este hallazgo, que será publicado en 'The Astrophysical Journal', desafía a las teorías actuales que señalan que estos agujeros negros crecen en el centro de las galaxias y al mismo ritmo que  éstas.
   
Según ha informado la agencia espacial estadounidense, estos agujeros negros se han encontrado en dos galaxias cercanas, conocidas como NGC 4342 y NGC 4291. En estas galaxias sus agujeros negros gigantes tienen un tamaño de entre 10 a 35 veces más masivo de lo que deberían ser, comparado con la situación de su entorno.
   
Además, las observaciones de Chandra también muestran que los halos, o 'envoltorios' masivos de materia oscura, pedecen un 'sobrepeso'. Así, este estudio sugiere que los dos agujeros negros supermasivos y su evolución están atados a los halos de materia oscura y no crecen al ritmo de las protuberancias galácticas.
   
Según este punto de vista, los agujeros negros y halos de materia oscura no sufrirían 'sobrepeso' sino que sería la masa total en las galaxias la que estaría demasiado baja.
   
El experto del centro Harvard-Smithsonian para la Astrofísica, Akos Bogdan, ha indicado que "este trabajo facilita una evidencia más sobre el vínculo existente entre dos de los fenómenos más misteriosos y más oscuros de la astrofísica, los agujeros negros y la materia oscura, en estas galaxias".
   
NGC 4342 y NGC 4291 están, en términos cósmicos, cerca de la Tierra, concretamente a una distancia de 75 millones y 85 millones de años luz, respectivamente.

Fuente:

30 de mayo de 2012

Salen dos chorros del corazón de la Vía Láctea

Las dos burbujas de rayos gamma, con los chorros en el interior.| CFA
Las dos burbujas de rayos gamma, con los chorros en el interior
El corazón de la Vía Láctea sigue activo, aunque sus latidos sean muy esporádicos. Los astrónomos han identificado dos chorros a propulsión de rayos gamma que han salido, en direcciones opuestas, del agujero negro supermasivo que tiene en su centro galáctico, conocido como Sagitario A.

Los chorros, según publican en la revista 'Astrophysical Journal' los investigadores del Smithsonian Harvard Center of Astrophysical, bajo la dirección el chino Meng Su, debieron producirse hace un millón de años, que en tiempos astronómicos es muy poco. "Su detección nos dice que el núcleo galáctico estaba activo hace relativamente poco tiempo", señala Su en un comunicado de su universidad.

Las dos ráfagas fueron detectadas por el telescopio espacial Fermi de la NASA, y se extienden a lo largo de 27.000 años luz encima y debajo del plano galáctico. Son las primeras de rayo gamma que se han detectado y se relacionan con unas misteriosas burbujas, también de rayos gamma, que el mismo telescopio detecto en 2010 y también ocupan unos 27.000 años luz, desde el centro de la Vía Láctea.

"Puede ser que el disco central se haya torcido en espiral hacia el agujero negro, debido a su fuerza de atracción", afirma Douglas Finkbeiner, también coautor de la investigación.

Los chorros se produjeron cuando el plasma fue arrojado hacia fuera del núcleo de la galaxia pero, como si fuera un sacacorchos, permanecía firmemente sujeto por el campo magnético. Los astrónomos creen que las burbujas se formaron debido al viento que soplaba la materia caliente hacia el exterior.

Este hallazgo reabre la cuestión de la actividad de la Vía Láctea ahora y en el pasado. Como mínimo, los chorros comenzaron hace 27.000 años, pero pueden haber persistido mucho tiempo. Para que vuelvan a activarse, según Finkbeiner, sería necesario una gran cantidad de materia: sus estimaciones apuntan que se requeriría una masa molecular que pesara unos 10.000 soles.

"Para empujar 10.000 soles fuera del agujero negro habría un truco. Estos agujeros son sucios tragadores de materia estelar que luego arrojarían, accionando los chorros", señala el investigador.

Fuente:

El Mundo Ciencia

22 de febrero de 2012

Un huracán cósmico en un agujero negro

Recreación artística del sistema 'IGR J17091-3624'. | NASA/CXC/M.Weiss

Recreación artística del sistema 'IGR J17091-3624'. | NASA/CXC/M.Weiss

El observatorio Chandra de rayos X de la NASA ha captado fuertes vientos en la región de un agujero negro con masa estelar. La recreación artística realizada por la agencia espacial estadounidense muestra un sistema binario que contiene un agujero negro con masa estelar denominado 'IGR J17091-3624', o 'IGR J17091'. La fuerte gravedad del agujero negro, a la izquierda, está apartando gas de la estrella, a la derecha.

Este gas forma un disco de gas caliente alrededor del agujero negro. La velocidad de este viento, es según la NASA, la más alta que se ha observado en un disco de gas de estas características y es diez veces superior a lo que se había registrado con anterioridad. La velocidad es de 20 millones de millas por hora (unos 32 millones de kilómetros por hora) o un 3% la velocidad de la luz

Estos agujeros negros con masa estelar se originan cuando estrellas extremadamente masivas colapsan y normalmente tienen entre cinco y diez veces la masa del Sol.

Los científicos de la NASA creen que este viento que procede de un disco de gas que rodea el agujero negro, podría llevar mucho más material que el que el agujero negro está capturando.

Sistema binario

"Esto es como el equivalente cósmico de vientos de un huracán de categoría cinco", señala Ashley King de la Universidad de Michigan, en un comunicado difundido por la NASA. "No esperábamos ver unos vientos tan fuertes en un agujero negro como este", explica.

La velocidad del viento en el agujero conocido como IGR J17091 es equivalente a la de algunos de los vientos más rápidos generados por agujeros negros supermasivos, que son millones o incluso miles de millones de veces más masivos.

IGR J17091 es un sistema binario en cuya estrella central, equivalente a nuestro sol, orbita el agujero negro. Se encuentra en el saliente de la Vía Láctea a unos 28.000 años luz de la Tierra.

"Contrariamente a la percepción popular de que los agujeros absorben toda la materia a la que se acerca, creemos que hasta el 95% del material que hay en el disco alrededor de IGR J17091 es expulsado por el viento", afirma King.

Como curiosidad, los expertos explican que a diferencia de los vientos de los huracanes en la Tierra, el viento de IGR J17091 sopla en muchas direcciones diferentes.

Fuente:

El Mundo Ciencia

12 de enero de 2012

Identificado el momento de la explosión de material de un agujero negro

Está situado a 28.000 años luz de la Tierra, en la constelación del Escorpión, y fue descubierto en 1977.


Recreación del momento llevada a cabo por la NASA nasa.gov

Un grupo internacional de astrónomos, con presencia de investigadores de la Universidad de Barcelona (UB), ha podido determinar el momento en qué se han emitido grandes masas de materia a velocidad cercana a la luz desde la región que envuelve a un agujero negro.

Este descubrimiento, en el que han participado el investigador Simone Migliari, del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB) y del Departamento de Astronomía y Meteorología, es el resultado del seguimiento de este fenómeno producido en un sistema binario formado por un agujero negro y la estrella que le acompaña.

Estas observaciones se hicieron en 2009 mediante el conjunto de radiotelescopios de línea de base muy larga y el observatorio espacial de la NASA, el explorador temporizador de rayos X Rossi, ha informado la UB.

Los científicos creen que estos proyectiles de plasma proceden de una región cercana al denominado "horizonte de sucesos" del agujero negro, es decir, el punto a partir del cual nada puede escapar.

Según Simone Migliari, "el estudio de la variabilidad rápida de rayos X es como abrir una ventana a los fenómenos más cercanos a los agujeros negros".

Las observaciones simultáneas permiten asociar variaciones específicas de rayos X con la proyección de materia a gran velocidad observada en la banda de radio.

En este trabajo, liderado por el investigador James Miller-Jones, de la Universitat de Curtin (Australia), y que se ha presentado en el encuentro anual de la Sociedad Astronómica Americana, celebrado estos días en Texas, los astrónomos han estudiado un sistema de agujero negro denominado H1743-322, situado a 28.000 años luz de la Tierra, en la constelación del Escorpión, y que desde que fue descubierto, en 1977, ha explotado en diversas ocasiones.

Los agujeros negros en sistemas binarios atrapan material de sus compañeros y forman un disco de material que rota en torno a él, a gran velocidad.

Como consecuencia, la materia se comprime y se calienta lo suficiente por medio de rayos X. También emiten rayos de flujo constante de materia que son lanzados en dirección perpendicular al disco.

En ocasiones desaparecen y se producen eyecciones energéticas en que se expulsa material a velocidades cercanas a la de la luz, como las que se han estudiado en este trabajo.

Estos fenómenos pueden producir tanta energía en una hora como la que emite el Sol en cinco años. Además, como se ha podido comprobar en el estudio, van acompañados de cambios en la emisión de rayos X y en el espectro de radio de manera correlacionada.

Fuente:

La Vanguardia Ciencia

16 de diciembre de 2011

Una nube de polvo y gas avanza veloz hacia el agujero negro de la Vía Láctea

Agujero negro
Foto: ESA

Un equipo de astrónomos dirigido por Reinhard Genzel, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), ha descubierto un nuevo objeto que se acerca con rapidez al agujero negro de la Vía Láctea. Los expertos sospechan que se trata de una nube de polvo y gas ionizado con una masa, aproximadamente, tres veces superior a la de la Tierra.

El estudio señala que, en los últimos siete años, la velocidad de este objeto se ha casi duplicado, alcanzando los ocho millones de kilómetros por hora. Se encuentra en una órbita muy alargada y, a mediados de 2013, pasará a una distancia de sólo 40 millones de kilómetros del horizonte de sucesos del agujero negro, a una distancia de aproximadamente 36 horas-luz, un encuentro muy cercano con un agujero negro supermasivo, en términos astronómicos.

Entre los datos estudiados también se señala que es mucho más frío que las estrellas circundantes (tiene una temperatura de 280 grados Celsius), y está compuesto principalmente de hidrógeno y helio. Además, la nube brilla bajo la fuerte radiación ultravioleta de las estrellas calientes que tiene alrededor.

La densidad de la nube es mucho mayor que la del gas caliente que rodea al agujero negro; pero a medida que la nube se acerca cada vez más a éste, el aumento de la presión externa la comprime. Al mismo tiempo, el enorme tirón gravitatorio del agujero negro, que tiene una masa de cuatro millones de veces la del Sol, continuará acelerando el movimiento atrayendo a la nube hacia su órbita.

El autor principal del artículo, Stefan Gillessen, ha indicado que "la imagen de un astronauta que se acerca a un agujero negro y se extiende hasta parecerse a un spaguetti es familiar en la ciencia ficción; pero ahora se podrá comprobar lo que sucede de verdad a esta nube recién descubierta". "No va a sobrevivir a la experiencia", ha apuntado y ha añadido que "los bordes de la nube ya están comenzando a deshacerse, y se espera que se deshagan por completo durante los próximos años".

Los astrónomos también esperan que la temperatura del nuevo objeto aumente, ya que se acercará al agujero negro en el 2013 y, probablemente, comience entonces a emitir rayos-X. En la actualidad existe poco material cercano al agujero negro, así que el recién llegado será el combustible dominante que lo alimente en los próximos años.

Una explicación para la formación de la nube es que el material se originó a partir de las cercanas estrellas masivas jóvenes, que pierden masa debido a los fuertes vientos estelares. "Los próximos dos años serán muy interesantes ya que proporcionarán información muy valiosa sobre el comportamiento de la materia en torno a estos objetos masivos", ha concluido Genzel.

Fuente:

Europa Press

7 de diciembre de 2011

Los mayores agujeros negros encontrados hasta la fecha

Imagen que muestra el enorme tamaño de uno de los agujeros negros. | Nature

Imagen que muestra el enorme tamaño de uno de los agujeros negros. | Nature

Un grupo de investigadores de EEUU han descubierto los dos mayores agujeros negros supermasivos que se han encontrado hasta la fecha. El hallazgo ha sido publicado en la revista científica 'Nature'.

Los agujeros negros son mucho más grandes de lo que esperaban los científicos gracias a las extrapolaciones hechas a partir de las observaciones de las características de la galaxia anfitriona. Estos resultados sugieren que los procesos que influyen en el crecimiento de las mayores galaxias y sus agujeros negros difieren de aquellos que influyen en las galaxias más pequeñas.

Se cree que todas las galaxias masivas con un componente esferoidal albergan agujeros negros supermasivos en sus centros. Las fluctuaciones de luminosidad y de brillo de los quásares en el Universo temprano sugieren que algunos son alimentados por agujeros negros con masas más de 10.000 millones de veces mayores que nuestro sol.

Sin embargo, el agujero negro más grande conocido hasta ahora, perteneciente a la galaxia elíptica gigante Messier 87, tiene una masa de 6.300 millones de masas solares.

El autor principal del trabajo, Ma-Chung Pei, y sus colegas han llegado a estas conclusiones tras la medición de los datos de dos galaxias cercanas, NGC 3842 y NGC 4889. revelan que el mayor agujero negro supermasivo que existen. La galaxia NGC 3842 tiene un agujero negro central con una masa de 9.700 millones de masas solares y la NGC 4889 tiene un agujero negro con una masa comparable o mayor.

Fuente:

El Mundo Ciencia

9 de noviembre de 2011

¿Son los miniagujeros negros primigenios la Materia Oscura?





Simulación del paso de un miniagujero negro primordial a través de una estrella. (Foto: Tim Sandstrom)

El efecto gravitatorio de la materia oscura hace que las galaxias giren más rápido de lo esperado. También, el campo gravitatorio de la materia oscura deforma la luz de los objetos que desde la perspectiva visual de la Tierra están ubicados detrás de ella, contribuyendo al llamado "efecto de lente gravitatoria". Midiendo esta clase de fenómenos, los físicos saben que el universo está lleno de este tipo enigmático de materia que no se puede ver.

Las limitaciones actuales deducidas para el abanico posible de propiedades de la materia oscura muestran que la esencia de la materia oscura no puede ser ninguna de las partículas conocidas. La identidad exacta de la materia oscura sigue pues siendo un misterio.

Se barajan varias naturalezas hipotéticas, y una de ellas, que plantea la existencia de diminutos agujeros negros primigenios creados por el Big Bang, podría ser verificable mediante una nueva técnica desarrollada por expertos de las universidades de Princeton y Nueva York, si es que realmente existen esos extraños agujeros negros, y si son lo bastante abundantes como para constituir toda la materia oscura o una parte importante de ella.

Esos miniagujeros negros primigenios tendrían una masa muy pequeña, comparable a la de un asteroide. La formación de un agujero negro de tan poca masa es imposible mediante los procesos estelares que en el universo actual originan agujeros negros a partir de estrellas. Sin embargo, esos miniagujeros no se habrían formado por procesos estelares, sino que habrían sido creados directamente por fenómenos exóticos del Big Bang. Si existen, esos miniagujeros con una masa tan pequeña han de ser muy difíciles de detectar, como es difícil detectar gravitacionalmente a un asteroide. El tamaño de estos miniagujeros negros sería subatómico, lo que los haría más susceptibles a ser afectados por fenómenos cuánticos. Debido a sus características especiales, en algunos o bastantes aspectos los miniagujeros primigenios se comportarían de manera distinta a como lo hacen los agujeros negros de masas mayores.

En el universo actual, los miniagujeros negros primigenios no absorberían estrellas, sino que las atravesarían como un cuchillo pasando a través de un flan. La estrella afectada se recuperaría, pero el paso del agujero negro primigenio a través de ella dejaría huellas que durante algún tiempo serían detectables mediante la técnica ideada por el equipo de Shravan Hanasoge, del Departamento de Geociencias de la Universidad de Princeton, y Michael Kesden del Centro para la Cosmología y la Física de Partículas de la Universidad de Nueva York.

Estos científicos han preparado simulaciones por ordenador del resultado visible de un miniagujero negro primordial pasando a través de una estrella.

Estos agujeros negros, reliquias teóricas del Big Bang, poseerían las propiedades que se le atribuyen a la materia oscura, y constituyen una de las varias identidades posibles que podría tener esa misteriosa materia.

Si los miniagujeros negros primordiales son la materia oscura, la gran cantidad de estrellas en nuestra galaxia (cerca de 100.000 millones) hace que un encuentro entre una de ellas y un miniagujero de esos sea inevitable.

Por lo tanto, como la cantidad de telescopios y satélites astronómicos que están escudriñando estrellas lejanas de la Vía Láctea va en aumento, también aumentan las probabilidades de observar los efectos del paso de un miniagujero negro primigenio a través de alguna de las estrellas de nuestra galaxia.

Fuente:

Solo Ciencia

16 de septiembre de 2011

través del Stargate: viaje al interior de un agujero negro

El insondable misterio de los agujeros negros --¿portales dimensionales, fábricas de universos, atajos cósmicos?-- es abordado en un viaje de matemáticas psicodélicas, hacia lo más profundo de la madriguera del conejo ontológico, donde yacen los secretos de la creación.

Los agujeros negros probablemente sean el misterio más grande del universo, la región que trasciende la luz física y la luz del entendimiento, singularidades que ponen en jaque nuestra descripción de la realidad. Como la muerte para la biología –el punto en el cual sólo queda el silencio–, los agujeros negros para la cosmología constituyen la gran frontera. Y al mismo tiempo ejercen una fascinación casi mística –como la vagina de una diosa sideral– evocando todo tipo de teorías, ¿son agujeros de gusano para viajar en el tiempo o hacia otros universos? ¿son máquinas cósmicas en las que se crean otros universos? ¿son la raíz abstracta de la divinidad… la pijama negra de Brahma?

Pocas personas en el planeta han estudiado más a los agujeros negros e imaginado su significado, desde la física y la filosofía, que el profesor Andrew Hamilton de la Universidad de Colorado. Hamilton no sólo se ha internado en las ecuaciones de la mecánica cuántica y de la relatividad que confluyen en la singularidad de un agujero negro, se ha internado también, vía la imaginación y las simulaciones computarizadas –de regreso al vientre cósmico— a través de estos extraños objetos que desafían las leyes de la física creando una serie de modelos visuales de lo que teóricamente sucede al interior del hermético horizonte de sucesos –algo que equivale a intentar viajar al vórtice de la muerte y regresar con imágenes de lo que hay del otro lado.



Journey into and through a Reissner-Nordström black hole from Andrew Hamilton on Vimeo.


Básicamente los agujeros negros son objetos que han colapsado en sí mismos, creando una succión gravitacional tan intensa que su interior se separa del resto del universo. El límite exterior de un agujero negro, conocido como un horizonte de eventos, es un punto sin retorno. Una vez dentro, nada, ni siquiera la luz, puede escapar. En su centro hay una especie de núcleo conocido como singularidad que es infinitamente pequeño y denso (una descripción que cabe para el instante antes del Big Bang), lo cual desafía las leyes de la física. Un lugar donde nada puede escapar, es un lugar donde tampoco podemos mirar.

Este interior, como el silencio de Wittgenstein, es el reino de lo extraordinario, de lo místico. Hamilton imagina en la entrada de un agujero negro una cascada de tiempo-espacio derramándose sobre el horizonte de eventos hacia una zona interna en la que “toda la luz y la materia que ha caído desde el inicio del universo al agujero negro se amontona en una tremenda colisión, generando un remolino de energía y un rayo de luz enceguecedor, infinitamente brillante”, ( para aquellos que describen una luz al final del tunel, cuando coquetan con la muerte, más allá esta meta-luz brilla como millones de soles al final del universo, en su eternidad instántanea).

Los agujeros negros podrían ser de las primeras estructuras del universo, influyendo la formación de galaxias como la nuestra. Se cree que todas las galaxias de un tamaño considerable albergan agujeros negros gigantes en su centro (miles de millones de veces la masa de nuestro sol). Agujeros negros más pequeños (típcamente del peso de vario soles) son el resultado de la muerte explosiva de estrellas ultrabrillantes (como si fueran los portales del espíritu de estos astros); en nuestra galaxia existen unos 100 millones de estos objetos.

Hamilton cree que los agujeros negros son como baúles del tesoro en los que yacen los secretos fundamentales del cosmos, incluyendo posiblemente el secreto de la creación del universo. Este astrofísico considera que un agujero negro puede ser concebido como el reverso del Big Bang. En vez de explotar hacia afuera de un punto infinitesimal, vomitando la materia y la energía y el espacio para dar a luz al cosmos, un agujero negro jala y comprime todo hacia dentro en un único punto de infinita densidad. Y en un agujero negro o en un Big Bang, ese punto último –la singularidad– es donde todo empieza y donde todo parece terminar. La diferencia que desborda la conciencia de impliaciones, es que el Big Bang ocurrió hace 13.7 mil millones de años y los agujeros negros son abundantes y prácticamente ubicuos, están aquí. Es decir, podríamos estar viviendo en una insondable red de universos, o multiverso que no podemos comprender del todo, pero que en cierta forma nos atraviesa, nos entreje ontológicamente.



Journey into a Schwarzschild black hole (plain) from Andrew Hamilton on Vimeo.



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Pijama Surf

1 de septiembre de 2011

Descubren los agujeros negros supermasivos más cercanos a la Tierra

Composición de rayos X e imágenes del telescopio Hubble. | Afp

Composición de rayos X e imágenes del telescopio Hubble. | Afp

Los astrónomos han descubierto el primer par de agujeros negros supermasivos en una galaxia espiral similar a la Vía Láctea a unos 160 millones de años luz, por lo que se convierten en los más cercanos a la Tierra conocidos hasta ahora, según ha informado la NASA.

Los agujeros negros se encuentran cerca del centro de la galaxia espiral NGC 3393 y fueron identificados gracias a las observaciones realizadas por el observatorio de rayos-X Chandra.

Los científicos han calculado que ambos están separados por tan sólo 490 años luz, por lo que creen que pueden ser el remanente de la fusión de dos galaxias de masa desigual que se produjo hace más de mil millones de años.

"Si esta galaxia no estuviera tan cerca, no habríamos tenido ninguna posibilidad de ver por separados los dos agujeros negros como los hemos visto", dijo Pepi Fabbiano del Centro de Atrofísica Harvard-Smithsonian (CfA) en Cambridge (Massachusetts).

"Esta galaxia está justo delante de nuestras narices en lo que se refiere a los estándares cósmicos, por lo que nos hace preguntarnos cuántas de estas parejas de agujeros negros nos hemos estado perdiendo", señaló en una nota de prensa difundida por la NASA.

Las observaciones anteriores en frecuencia rayos-X y en otras longitudes de onda hacían creer que había tan sólo un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia NGC 3393.

No obstante, una mirada de largo alcance realizada con los potentes instrumentos de Chandra permitieron a los investigadores detectar y separar los agujeros negros.

Los agujeros negros son objetos tan densos que la fuerza de la gravedad que generan no deja escapar nada que cae en su campo de acción. Algunos pueden tener un tamaño "estelar" y se supone que proceden de la explosión de una supernova, pero otros tienen un tamaño equivalente al de miles de millones de soles y se denominan "supermasivos".

Fuente:

El Mundo Ciencia

3 de agosto de 2011

El telescopio espacial "Chandra" capta nítidas imágenes de gas fluyendo hacia un agujero negro

El telescopio espacial "Chandra" capta nítidas imágenes de gas fluyendo hacia un agujero negro

El observatorio orbital "Chandra" de la NASA captó por primera vez imágenes nítidas de gas fluyendo hacia un agujero negro, lo que ayudará a los astrofísicos a entender cómo crecen los agujeros negros y cómo se comporta la materia en condiciones de un campo gravitatorio extremadamente intenso, informó la NASA.

El agujero negro supermasivo que ha sido objeto de atención de "Chandra" se encuentra en el centro de la galaxia NGC 3115, situada a 32 millones de años luz de la Tierra. Los datos anteriores demostraban que ese agujero negro absorbía materia pero no había pruebas directas de ese efecto.

Durante las observaciones del comportamiento del gas caliente a diversas distancias del centro de la galaxia, un grupo de astrónomos encabezado por Ka-Wah Wong de la Universidad de Alabama (EEUU) encontró el límite crítico tras el cual el gas empezaba a moverse, dominado por la gravedad del agujero negro, y caía hacia su interior. Esa distancia recibió el nombre de "radio de Bondi", o radio de la atracción gravitatoria.

A medida que el gas fluye hacia el agujero negro se comprime, se calienta y aumenta de brillo. Las observaciones mostraron que la temperatura del gas comienza a crecer a una distancia de 700 años de luz del agujero negro, lo que permitió determinar el "radio de Bondi".

La masa del agujero negro en el centro de NGC 3115 supera 2.000 millones de veces la masa del Sol. Es el agujero negro más cercano a la Tierra con esa masa.

Los resultados de la investigación fueron publicados en la revista "Astrophysical Journal Letters".

Fuente:

RIA Novosti

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