Justo a tiempo para el Día de San Valentín, la NASA ha captado esta preciosa imagen de un anillo, en este caso no confeccionado con diamantes, sino gracias a un agujero negro. Esta imagen compuesta capta Arp 147, una pareja de galaxias en interacción y que se encuentran a 430 millones de años luz de la Tierra, y nos muestra los rayos-X procedentes del observatorio Chandra de Rayos X (en rosa) y los datos ópticos del Telescopio Espacial Hubble (rojo, verde, azul ) producido por el Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland

Arp 147 contiene los restos de una galaxia espiral (derecha) que chocó con la galaxia elíptica de la izquierda. Esta colisión produjo una onda expansiva de formación estelar que adquiere la forma de un anillo azul que contiene una multitud de jóvenes estrellas masivas. Estos tipos de estrellas evolucionan en pocos millones de años y acaban explotando como supernovas, dejando un rastro de estrellas de neutrones y un agujero negro.

Una parte de las estrellas de neutrones y de agujeros negros tendrán estrellas compañeras, y pueden convertirse en fuentes luminosas de rayos-X, ya que absorve la materia de sus compañeras. Las nueve fuentes de rayos X dispersadas alrededor del anillo de Arp 147 son tan brillantes que deben ser agujeros negros, con masas de entre diez a veinte veces mayores que la del sol.

Podemos detectar otra fuente de rayos X en el núcleo de la galaxia roja a la izquierda y puede ser generado por una mala alimentación de un agujero negro supermasivo. Esta fuente no es evidente en la imagen compuesta, pero fácilmente se puede ver en la imagen de rayos-X. También son visibles otros objetos no relacionados con Arp 147 : una estrella en primer plano en la parte inferior izquierda de la imagen y un quásar de fondo como la fuente de color rosa por encima a la izquierda de la galaxia roja.

Las observaciones infrarrojas con el Telescopio Espacial Spitzer, de la NASA, y las observaciones ultravioletas con el Galaxy Evolution Explorer de la NASA (GALEX), han permitido estimar los porcentaje de formación estelar en el anillo. Estas estimaciones combinadas con el uso de modelos de evolución de estrellas binarias, han permitido a los autores concluir que la formación de estrellas más intensa puede haber terminado hace unos 15 millones de años, en el marco de tiempo de la Tierra. Estos resultados se publicaron en la edición de The Astrophysical Journal del 01 de octubre 2010. Los autores fueron Saúl Rappaport y Alan Levine, del Instituto de Tecnología de Massachusetts, David Pooley de Eureka Scientific y Steinhorn Benjamin, también del MIT.

El centro espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, dirige el programa Chandra de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones de vuelo desde Cambridge, Massachusetts.

Más información, incluyendo imágenes y otros contenidos multimedia, en:

http://chandra.harvard.edu

Créditos: X-ray: NASA / CXC / MIT / S Rappaport et al.. Óptica: NASA / STScI

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¿Por que los agujeros negros supermasivos tienen el tamaño que  su nombre indica? Siempre se ha considerado un misterio que la materia les llegue en cantidades tan grandes ha estos “glotones cósmicos” como para que adquieran el tamaño que les caracteriza.

Ahora parece que la respuesta podría estar relacionada a la existencia de un disco de estrellas en el centro de la galaxia de Andrómeda. Aunque pueden ser difíciles de encontrar, estos discos pueden ser bastante mas comunes de lo que se conoce.

En el corazón de la mayoría de las galaxias podemos encontrar agujeros negros cuya masa es millones o incluso miles de millones de veces la masa del sol. Estos agujeros negros han ido creciendo debido a enormes cantidades de gas. Pero los astrónomos no conocen como el gas realiza la migración desde distancias entorno a decenas y centenas de años luz separadas de los agujeros negros.

Philip Hopkins y Eliot Quataert de la Universidad de California, Berkeley, sugieren que la formación de un anillo sesgado de estrellas facilita el flujo de gas, minando su ritmo, para que se mueva en espiral hacia el interior del agujero negro.

Las simulaciones realizadas muestran que cuando hay suficiente gas presente en una significativa cantidad de formación estelar, la recién formada agrupación orbita de forma natural alineándose para crear un disco elíptico, que se puede alargar decenas de años luz desde el centro de la galaxia. Forman así una estructura oval que transporta el gas entrante, causando diferentes corrientes de colisión. El gas va perdiendo de esta forma velocidad suficiente, lo que hace que se acerque al agujero negro y pueda ser absorbido por este.

De este modo, los agujeros negros podrían absorber hasta 10 masas solares de gas cada año, dice Hopkins. Eso es suficiente para alimentar al  agujero negro durante unos 10 mil millones de años.

La evidencia la encontramos nuestra galaxia vecina. Andrómeda posee un “núcleo doble” – dos puntos brillantes en el centro – en el centro de una formación de gas y estrellas en forma de disco oval. Además, esta característica la podemos encontrar en otras galaxias, dice Tod Lauer del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica en Tucson, Arizona, que ha identificado varias galaxias.

“La característica más importante de este modelo es que, con un solo calculo, obtenemos la formula que puede llevar el gas hasta el agujero negro“, dice Scott Tremaine del Instituto de Estudios Avanzados en Princeton, Nueva Jersey.

Fuente: www.newscientist.com

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Gracias a los telescopios, entre ellos cabe destacar por su importancia el Hubble, se han realizado ya  muchos avances en la astronomia que han arrojado un poco más de luz sobre los mecanismos de comportamiento del cosmos. Su finalidad es permitirnos entender el origen del universo, y por lo tanto responder a la pregunta más formulada en la historia de la humanidad, ¿de dónde venimos?.

Por todo esto y porque son las máquinas del tiempo más perfectas que existen, os adjunto un vídeo muy interesante sobre el tema.

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Un “agujero negro” electromagnético que absorbe la luz del entorno ha sido recreado por primera vez.

El dispositivo funciona en frecuencias de microondas, pero pronto podría ampliarse para llegar a atrapar la luz visible, dando lugar a una forma totalmente nueva de captación de energía solar con el fin de generar electricidad.

A principios de este año un diseño teórico sobe como un agujero negro atrapa la luz fue propuesto en un artículo publicado por Evgenii Narimanov y Alexander Kildishev, de la Universidad de Purdue en West Lafayette, Indiana. Su idea era imitar las propiedades cosmológicas de un agujero negro, cuya intensa gravedad hace que el espacio – tiempo circundante se curve, generando una sustancia o radiación cercana que sigue la dirección del espacio-tiempo curvado hacia el interior en forma de espiral.

Narimanov y Kildishev dedujeron que era posible construir un dispositivo que hiciera que la luz se curvara hacia el centro y el interior de una manera similar. De esta forma calcularon que esto podría hacerse mediante una estructura cilíndrica que consistiría en un núcleo central rodeado por una carcasa de anillos concéntricos.

No hay escape

La clave para hacer que la luz se curvase hacia interior consiste en crear permitividad en la carcasa – lo que afecta al componente eléctrico de una onda electromagnética – que aumente suavemente desde el exterior hacia la superficie interna. Esto es análogo a la curvatura del espacio-tiempo cerca de un agujero negro. En el punto donde la carcasa se encuentra con el núcleo, la permitividad del anillo debe coincidir con la del nucleo, por lo que la luz es absorbida y no reflejada.

Ahora Tie Jun Cui y Qiang Cheng de la Universidad del Sudeste en Nanjing, China, se han llevado la teoría de Narimanov y Kildishev a la práctica, construyendo un “agujero negro” para las frecuencias de microondas. Está compuesto de 60 tiras anulares compuestos por el conocido “meta-material”, utilizado anteriormente para crear capas de invisibilidad.

Cada franja tiene la forma de una placa de circuitos grabada con estructuras complejas, cuyas características cambian progresivamente desde una tira hasta la siguiente, de modo que la permitividad varía suavemente. Las 40 bandas exteriores componen la carcasa y el interior de 20 bandas conforman el núcleo absorbente.

“Cuando la onda electromagnética incidente llega al dispositivo, la onda es atrapada y guiada en la región de la carcasa hacia el centro del agujero negro, para pasar a ser absorbida por el núcleo”, dijo Cui. “La onda no saldrá del agujero negro”. En su dispositivo, el núcleo convierte la luz absorbida en calor.

Un trabajo rápido

Narimanov está impresionado por la implementeación que Cui y Cheng han realizado de su diseño. “Me sorprende que lo hayan hecho tan rápidamente”, afirma.

Fabricar un dispositivo que capte longitudes de onda ópticas de la misma manera no será fácil, como la luz visible, que tiene una longitud de onda de órdenes de magnitud más pequeños que la radiación de microondas. Esto requerirá que las estructuras grabadas sean correspondientemente menores.

Cui confía en que puede hacerlo. “Espero que nuestra demostración del agujero negro óptico esté disponible a finales de 2009″, comenta.

Este dispositivo podría utilizarse para captar energía solar en lugares donde la luz es demasiado difusa para que los espejos la concentren en una célula solar. Un agujero negro óptico debería absorver todo y dirigirlo a una célula solar de estubiera en el centro. “Si funciona, ya no se necesitarán de esos enormes espejos parabólicos para captar la luz”, dice Narimanov.

——————————–

 Referencias:

• Applied Physics Letters (vol 95, p041106)
• “An electromagnetic black hole made of metamaterials” by Tie Jun Cui and Qiang Cheng’s (preprint archive)

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En relación a la Vía Láctea, os adjunto la traducción al español de un artículo que me ha parecido muy interesante…

10 cosas que no conoces de la vía láctea

La vía láctea además de ser una espiral de 100,000 años luz de longitud, esconde muchos otros datos igual de impactantes…

1) Es una espiral barrada

La Vía Láctea es una galaxia espiral. Como se observa en la figura se encuentra formada por los brazos que nacen de una zona central donde se existe una gran concentración de estrellas.

Pero muchas espirales tienen una característica muy curiosa: un bloque rectangular de estrellas en el centro en lugar de la típica forma esférica, y los brazos irradian desde los bordes de ese bloque (llamado bulbo). El nuestro es bastante grande. Con 27.000 años luz de punta a punta es mucho más grueso que otros bulbos galácticos.

2) Hay un agujero negro supermasivo en el centro

En el mismo centro de la galaxia, justo en el centro de su corazón, yace un monstruo: un agujero negro supermasivo.

Sabemos que está ahí debido al efecto de su gravedad. Las estrellas cerca del centro, algunas sólo a unas pocas docenas de miles de millones de kilometros, orbitan alrededor del centro galáctico a unas velocidades increibles.

Viajan a miles de kilómetros por segundo, y esta velocidad pone de manifiesto la masa del objeto que las cautiva. Si aplicamos algo de matemáticas básicas, es posible determinar que la masa necesaria para acelerar las estrellas a esa velocidad debe estar del orden de unas 4 millones de veces la masa del Sol. Aun así, no podemos ver nada en las fotografías que sacamos. Con lo que… ¿que podría tener una masa de 4.000.000 de soles y no emitir nada de luz?, justo un agujero negro.

Aunque es enorme, la galaxia como tal tiene una masa de unos 200.000 millones de soles, así que en realidad, el agujero negro en el centro es sólo una pequeña fracción de la masa total de la galaxia. Lo mejor es que no hay peligro de caer en sus redes, después de todo, estamos a unos 250.000.000.000.000.000 kilómetros de distancia.

Se cree ahora que un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia se forma con la galaxia como tal, y de hecho los vientos que se expulsan en forma de materia, son los que forman estrellas en la galaxia. Por tanto, los agujeros negros pueden ser peligrosos, pero se podría decir que el nacimiento de nuestro Sol, y el de la Tierra por tanto, podrían tener su origen en un caníbal de 4 millones de masas solares tan lejano.

3) Es una caníbal

Las galaxias son grandes y tienen mucha masa. Si otra galaxia pequeña pasa cerca de ella, puede verse engullida por la grande, y “comerse” todas sus estrellas y su gas.

La Vía Láctea es preciosa, pero también es una salvaje. Actualmente se está comiendo otras galaxias, lo que ha generado inmensos arcos curvados que orbitan el centro de la Vía Láctea, como vemos en la ilustración en la que esta alterando la forma de la pequeña galaxia de Sagitario.

Finalmente, se unirá completamente a la nuestra, y nos convertiremos en una galaxia algo más grande. Irónicamente sin embargo, las galaxias añaden su masa al unirse, despertando de nuevo el ansia de capturar nuevas y teniendo más hambre de otras galaxias.

4) Tenemos buenos vecinos

La Vía Láctea no esta sola en el espacio. Somos parte de un pequeño grupo de galaxias cercanas llamadas: “el grupo local“. Somos, el grupo más grande del barrio, y la galaxia de Andrómeda es quizá un poquito menos masiva, aunque se está extendiendo actualmente. La galaxia del triángulo también es una espiral, pero no muy grande, y hay otras galaxias esparcidas por el Grupo. Todas juntas serán unas 3 docenas de galaxias, siendo la mayoría galaxias enanas que son increíblemente débiles y difíciles de detectar.

5) Vivimos en la periferia

El Grupo Local es pequeño y acogedor y todos cuidan de que sus jardines estén bien cortados y sus casas pintadas. Esto pasa porque vivimos en la periferia de la galaxia. La capital aquí es el Cúmulo de Virgo cuyo centro está a unos 60 millones de años luz de distancia. Parece que estamos gravitacionalmente unido a él, en otras palabras, somos parte él, sólo que estamos algo lejos. La masa total de este cúmulo podría ser del órden de un cuatrillón de veces la masa del Sol.

6) Sólo puedes ver el 0.000003% de la galaxia

Cuando estamos en la oscuridad de la noche quizá podamos ver unas miles de estrellas. Pero la Vía Láctea tiene unos 200.000 millones. Sólo vemos una pequeñísima fracción del número de estrellas que viven en nuestra galaxia. De hecho, con unas pocas excepciones, la estrellas más distantes que podemos ver están a 1.000 años luz. Peor aún, muchas estrellas son tan débiles que son invisibles aunque estén en ese rango; el Sol, por ejemplo, es una estrella tan débil que apenas se vería a 60 años luz de distancia, y eso que es bastante brillante comparado a la mayoría de las estrellas. Así que, el pequeño grupo de estrellas que vemos a nuestro alrededor, es sólo una gotita en el océano de la Vía Láctea.

7) 90% de la galaxia es invisible

Si observamos los movimientos de las estrellas de nuestra galaxia, podemos aplicar algo de matemáticas y física para determinar cuánta masa tiene la galaxia (más masa significa más gravedad, lo que significa que las estrellas se mueven más deprisa bajo esta influencia).

Por otro lado podemos contar el número de estrellas en la galaxia y averiguar cuánta masa tiene. El problema es que los dos números no coinciden: las estrellas (y otros objetos visibles como el gas y el polvo) son sólo el 10% de la masa de la galaxia. ¿Dónde está el 90% restante?

Esté donde esté, está en forma de masa, pero no brilla. Así que se le llama Materia Oscura, a falta de un término mejor (y eso que es bastante preciso). Sabemos que no son agujeros negros, estrellas muertas, planetas expulsados o gas frío (todos ellos se han buscado y se han tachado de la lista).

Pero sabemos que es cierto, sabemos que está ahí dicha Materia Oscura. Lo que pasa es que no sabemos que es. Los especialistas llevan años  intentando averiguarlo, y apuesto a que estamos a menos de una década de conocer la respuesta por fin. En la imagen vemos al Cúmulo Bullet, la primera evidencia de Materia Oscura.

8 ) Los brazos espirales son una ilusión

El número de estrellas en estos brazos espirales no es realmente muy diferente al número que existe entre los brazos. Los brazos son como grandes atascos cósmicos, regiones donde la densidad local es mayor. Como si de un atasco en una autopista se tratara, los coches entran y salen del tráfico, pero el tráfico como tal continúa. Los brazos tienen estrellas entrando y saliendo, pero los brazos como tal persisten (es por eso que no se enrollan como el hilo en un huso).

Como en cualquier autopista, también hay quitamiedos (o barreras). Gigantes nubes de gas pueden colisionar con los brazos, que hacen que se colapsen y formen estrellas. La gran mayoría de estas estrellas son débiles, con muy baja masa y muy duraderas, con lo que terminan vagando fuera de los brazos. Pero otras pocas son muy masivas, calientes y brillantes, e iluminan el gas circundante. Estas estrellas no viven mucho y mueren antes de que puedan salir de los brazos. Como las nubes de gas de los brazos iluminan este camino, hace que los brazos espirales sean más obvios.Vemos los brazos porque la luz es mejor ahí, no porque haya más estrellas en ellos.

9) Está seriamente torcida

La Vía Láctea es un disco plano de unos 100.000 años luz de diámetro y unos pocos miles de años luz de grosor (depende de cómo se mida).
La vía láctea está doblada y torcida, probablemente debido a la influencia gravitacional  de un par de galaxias satélite que la orbitan. Un lado de ella está doblado hacia arriba, y otro hacia abajo. Es como un rizo en el plano de la Vía Láctea. No es complicado verlo en otras galaxias. En la imagen vemos a la galaxia Andrómeda con un bloque que tapa su centro, de forma que se puede ver ese “retorcimiento”. Al principio es difícil verlo, pero si  se cubre la parte interna, se observa que el disco está levantado por la izquierda, y caído por la derecha. Andrómeda tiene también galaxias satélite, y retuerce su forma así como nuestras galaxias satélites también lo hacen con la nuestra.

10) Conoceremos Andrómeda mucho mejor de lo que pensamos

Andrómeda se puede ver a simple vista en las noches claras y oscuras, sin luna. Es débil, pero grande, con 4 grados o más de diámetro, es decir, ocho veces el tamaño aparente de la luna llena en el cielo.Está situada a 2.000 millones de años luz. La galaxia de Andrómeda y la Vía Láctea se están acercando la una a la otra, dos grandes figuras cósmicas que se aproximan a unos 200 kilómetros por segundo.

Cuando dos grandes galaxias chocan entre sí, se forman unos  enormes fuegos artificiales. Las estrellas no colisionan físicamente; son muy pequeñas en esta escala. Pero si chocan las nubes de gas que forman estrellas. Así que con dos galaxias chocando ocasionan un montón de estrellas en formación. En la imagen vemos una fotografía del Hubble de “La Antena” consistente en dos galaxias en colisión.

Mientras tanto, la mutua gravedad de las dos galaxias genera extraños arcos y filamentos de estrellas y gas. Es bello, de verás, pero realmente es una violencia de escala épica.

Finalmente (aunque se tarde unos cuantos miles de millones de años), las dos galaxias se unirán, y formarán… ¿Lactómeda? ¿Vía Androme? Bien, lo que sea, formarán una galaxia elíptica gigante una vez se asienten. De hecho, el Sol estará por ahí cuando esto ocurra, ya que no habrá llegado a convertirse todavía en una estrella roja gigante. ¿Verán nuestros descendientes la mayor colisión galáctica de la historia?

Fuente

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Un agujero negro es una región del espacio en el cual la fuerza gravitacional es tan grande que nada puede escapar a el, incluso la luz es atrapada por dicha fuerza, razón por la cual los agujeros negros no son visibles. La descripción fundamental de un agujero negro está basada en ecuaciones de la teoría de la relatividad, desarrollada por el físico alemán Albert Einstein, y publicada en 1916

Características de los Agujeros Negros

La fuerza gravitacional del agujero negro es tan fuerte porque toda la materia del agujero negro se concentra en un único punto central. Los físicos llaman a este punto una singularidad. Esta singularidad se cree que es mucho más pequeña que el núcleo de un átomo.

La superficie de un agujero negro se conoce como horizonte de sucesos. Esta no es una superficie normal que se puede ver o tocar. En el horizonte de sucesos, la fuerza de la gravedad se convierte en infinitamente fuerte. Por lo tanto, un objeto puede existir en esta zona sólo durante un instante antes de sumergirse hacia el interior a la velocidad de la luz.

Los científicos utilizan el radio del horizonte de sucesos para determinar el tamaño del agujero negro. El radio de un agujero medido en kilómetros es igual a tres veces el número de masas solares del agujero negro. Una masa solar es la cantidad de materia del sol.

Hasta hoy nadie ha descubierto un agujero negro con certeza. Para probar que un objeto compacto es un agujero negro, los científicos deberían medir los efectos que sólo un agujero negro podría producir. Dos de esos efectos serían la intensa flexión de un haz de luz y la ralentización extrema de tiempo. Sin embargo, los astrónomos han encontrado objetos compactos que son casi con toda seguridad agujeros negros. Los astrónomos se refieren a estos objetos simplemente como “agujero negro” a pesar de la pequeña  incertidumbre que puede existir.

Formación de los agujeros negros

Según la teoría de la relatividad, un agujero negro se puede formar cuando una estrella de gran masa se queda sin energía nuclear y es aplastada por su propia fuerza gravitacional. Mientras la estrella consume energía crea un impulso hacia el exterior que contrarresta la fuerza de la gravedad hacia el interior. Pero cuando se agota la energía, la estrella ya no puede soportar su propio peso. Como resultado de ello, el núcleo de la estrella colapsa. Si la masa del núcleo es como mínimo el equivalente a tres masas solares, el núcleo colapsa en el punto conocido como “singularidad” en una fracción de segundo.

Clasificación según el tamaño

Los agujeros negros son comúnmente clasificados según su peso, independientemente del momento angular. El tamaño de un agujero negro, medido a partir del radio del horizonte de sucesos, que, como ya hemos comentado, es proporcional a la materia contenida medida en masas solares. Según este criterio, los agujeros negros se clasifican como:

Agujeros Negros Supermasivos: Contiene cientos de miles de miles de millones de masas solares (10^5-10^9 MSol) y se piensa que existen en el centro de la mayoría de las galaxias, incluida la Vía Láctea. Su formación se remonta a varios miles de millones de años atrás a partir de gas acumulado en el centro de las galaxias. Se cree que son responsables de núcleos activos de galaxias, y probablemente el medio de unión de pequeños agujeros negros o de la acumulación de estrellas y gas en ellos. El mayor agujero negro supermasivo conocido se encuentra en el DO 287 (18 mil millones de masas solares).

Hay pruebas sólidas de que un agujero negro supermasivo se encuentra en el centro de la Vía Láctea. Los astrónomos creen este agujero negro es una fuente de radio de onda conocido como Sagitario A. La más clara indicación de que SgrA es un agujero negro supermasivo es el rápido movimiento de las estrellas a su alrededor. (la más rápida orbita a 5.000 kilómetros por segundo).

Agujeros Negros Intermedios: Contienen miles de masas solares. Se han propuesto como posible fuente de poder para las fuentes de rayos X ultraluminosas. No se conoce ningún mecanismo de creación directa, por lo que probablemente se formaron a partir de colisiones de masa de agujeros negros, ya fuera en los densos núcleos de estrellas globulares o en agrupaciones galáctica, produciendo en el proceso intensas ráfagas de ondas gravitatorias.

Agujeros Negros de Masa Estelar: Tienen masas que van desde 1.4-3 masas solares hasta 15-20 masas solares. Han sido creados por el colapso de estrellas (supernovas que implosionan). Pueden formar estrellas con masas iniciales de hasta 100 masas solares. El límite superior de los agujeros negros de masa estelar es un tanto incierto en la actualidad.

Micro Agujeros Negros (o Mini Agujeros Negros): Tienen masas muy inferiores a las de una estrella. A estos niveles es factible que la mecánica cuántica surta efecto. No se conoce ningún mecanismo de formación a partir de procesos estándar de la evolución estelar, pero algunas teorías mantienen que su creación se produjo durante las primeras etapas de la evolución del universo. La teoría de la radiación de Hawking predice que tal agujero negro se evapora con brillantes destellos de radiación gamma.

Agujeros negros galácticos

La mayoría de los astrónomos creen que la Galaxia de la Vía Láctea (la galaxia en la que nuestro sistema solar se encuentra) contiene millones de agujeros negros. Los científicos han encontrado una serie de agujeros negros en la Vía Láctea. Estos objetos se encuentran en estrellas binarias que emiten rayos X. Una estrella binaria es un par de estrellas que orbitan una alrededor de la otra.

En un sistema binario que contiene un agujero negro, la estrella visible se encuentra en órbita cerca de este. Como resultado de ello, el agujero negro recibe destellos de gas procedente de la estrella, donde el gas cae violentamente hacia el agujero negro. La fricción entre los átomos de gas calienta el gas cercano al horizonte a varios millones de grados. En consecuencia, la energía se irradia desde el gas en forma de rayos X. Los astrónomos han detectado esta radiación de rayos X con telescopios.

Los astrónomos creen que una serie de sistemas de estrellas binarias contienen agujeros negro por dos razones:

• - Cada sistema es una intensa fuente de rayos X variable. La existencia de estos rayos demuestra que el sistema contiene una estrella compacta y un agujero negro o una estrella menos compacta llamada estrella de neutrones.
• - Las órbitas de las estrellas visibles se producen a alta velocidad

Para Finalizar adjuntamos un video didactico de la formación de un agujero negro:

Referencias:

McClintock, Jeffrey E. “Black hole.” World Book Online Reference Center. 2004. World Book, Inc. http://www.worldbookonline.com/wb/Article?id=ar062594.

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Un grupo de Astrónomos Valencianos, descubren en fotografías tomadas por uno de los telescopios  del Instituto de Astrofísica de Canarias un efecto cromático en la Cruz de Einstein (QSO 2237 +0305 G), sólida prueba de la existencia de un Agujero Negro en su interior.

Cruz de Einstein (QSO 2237 +0305 G)

La Cruz de Einstein es un sistema de lente gravitacional, que se encuentra en la Constelación de Pegaso en 22h40m30.3s 3 d21m31s , detrás de ZW 2237 +030.  Su nombre se debe a su imagen cuádruple, que forma una perfecta cruz con una galaxia “lente” en su centro.

Los sistemas de lente gravitacional son cúmulos de galaxias que actúan como lentes gravitacionales debido al efecto conocido como “lente gravitacional”, teoría que desarrolló ampliamente Einstein en su teoría de la relatividad.

 Efecto Lente Gravitacional y Microlensing

El efecto de lente gravitacional se produce cuando la luz brillante de una fuente lejana (como los Quasar, entidades astronómicas que emiten niveles de radiación electromagnética increíblemente elevados) rodea una masa más cercana, como la de un grupo de galaxias y que se encuentra entre la fuente y el observador.

En este momento es cuando se da otro efecto denominado Microlensing, que consiste en el aumento de las imágenes distorsionadas que se han producido por el efecto de lente gravitacional. El Microlensing permite el estudio de objetos que emiten poca o ninguna luz y que emiten algún tipo de radiación de electromagnética, pues de normal los astrónomos solo pueden detectar objetos brillantes.

Este efecto por lo tanto, es una técnica ideal para estudiar la población galáctica de objetos oscuros  como enanas marrones,  enanas rojas, planetas, enanas blancas, agujeros negros …

 Disco de Acrecimiento

Estos datos ya eran conocidos y publicados por el Astrophisical Journal, lo que resulta extraordinario, es que las fotografías estudiadas por nuestros compañeros de la Universidad de Valencia  , grupo integrado por la doctorando Ana Mosquera y el profesor José Muñoz, y captadas por el telescopio del Instituto de Astrofísica de Canarias con la colaboración del profesor Evencio Mediavilla, gracias al efecto de Microlensing, revelan el tamaño del disco de acrecimiento.

Un disco de acrecimiento es una estructura en forma de disco alrededor de un cuerpo central. El disco alimenta el cuerpo central siendo atraído por éste y contribuyendo a su aumento de masa. Los discos de acrecimiento pueden encontrarse alrededor de agujeros negros, núcleos de galaxias o alrededor de estrellas muy jóvenes en proceso de formación.

El disco de acrecimiento de la Cruz de Einstein es particularmente grande, y por lo que sabemos cualquier masa lo suficientemente grande como para poder generar estos fenómenos debe ser un agujero negro. Esto unido a que muchos cinéticos creen que se originan cuando la materia interacciona con la materia de un agujero negro súper masivo hacen que el descubrimiento de los astrónomos valencianos sea más que fiable.

Estos datos, junto con los de Astrophisical Journal, ofrecen perspectivas sin precedentes para el estudio de las propiedades físicas de los discos de acrecimiento

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Todo el espacio y el tiempo tal y como nosotros lo conocemos comenzó aproximadamente hace 15.000 millones de años instantes después del Big Bang.

Esa es la edad de nuestro universo conocido. Pero….¿De donde venimos?. ¿Cuál es el origen de la materia?.

Según la teoría alfa, beta, gamma, el universo estaba constituido al principio por una sustancia compuesta esencialmente por neutrones, a la que George Gamow dio el nombre de Ylem, término utilizado por Aristóteles para designar la materia primordial

Un segundo después del Big Bang, el Ylem era extremadamente denso y caliente, con una temperatura de cerca de 10.000 millones de grados, y los neutrones, comenzaron a desintegrarse en protones y electrones.

La expansión del universo determinó una disminución de la temperatura y, al alcanzar el millón de grados (unos cien segundos después del Big Bang), los neutrones y protones comenzaron a unirse, formando núcleos de deuterio, que a su vez se combinaron con otros protones y neutrones, dando origen a los a núcleos de Helio.

De esta forma, en el plazo de pocos minutos, cerca de la cuarta parte de la masa del universo quedó convertida en helio, mientras que el resto del universo permaneció en la forma de núcleos de hidrógeno.

Durante el siguiente millón de años el universo siguió expandiéndose hasta que la temperatura descendió a unos cuantos miles de grados y se formaron entonces los primeros átomos de Hidrógeno y Helio.

Millones de años más tarde, estos átomos generaron estrellas en cuyo interior tuvieron lugar las llamadas “reacciones nucleares de fusión”.

La fusión nuclear es un proceso donde dos o más núcleos se combinan para formar un elemento con un número atómico mayor (más protones en el núcleo). Las reacciones de fusión son las responsables de la energía emergente del Sol y las estrellas,  dicha energía está relacionada con la famosa ecuación de Einstein, E=mc².

Para que ocurra una reacción de fusión es necesario que los núcleos estén muy cerca el uno del otro de manera que las fuerzas nucleares sean relevantes y aproximen los núcleos, tiene que contrarrestar por tanto a las fuerzas electrostáticas por la que los núcleos de carga positiva se repelen. Por estas razones estas reacciones se alcanzan en el centro de las estrella cuando la densidad y temperatura son suficientemente altas.

Existen diversos ciclos de fusión que son responsables de las diferentes fases de la vida de una estrella tal y como se comenta a continuación.

En primer lugar si una nube de gas es lo suficientemente grande, comienza a contraerse. La densidad y la temperatura aumentan, de manera que la fusión nuclear puede iniciarse. En esta fase el Hidrógeno se convierte en Helio.  Al “consumirse” el Hidrógeno, la contracción se detiene. En este momento, el gas se convierte en estrella. Este es el estado en que se encuentra nuestro Sol.

Después de billones de años, cuando la mayoría del hidrógeno combustible se ha consumido y la estrella comienza a contraerse de nuevo la estrella tiene que usar otro combustible, el Helio, el  siguiente elemento de la tabla periódica después del Hidrógeno.

Cuando la temperatura en el centro de una estrella llega a 100 millones de grados Kelvin sucede la fusión de Helio a Carbono además de la formación de Oxígeno resultante de la fusión de Carbono y Helio.

La etapa siguiente en la vida de una estrella se llama gigante roja, debido en parte al aumento de su tamaño. Cuando a la estrella roja gigante se le acaba el combustible, comienza a contraerse nuevamente. Esta contracción calienta mucho el núcleo de la estrella, de manera que se forman elementos más pesados, como son el Neón, Sodio, Magnesio, Sulfuro, Silicón, Níquel, Cobalto y Hierro.

Cuando a la estrella se le acaba este último tipo de combustible, se concluye que ha llegado al final de su vida. En este punto la estrella comienza a desprender capas porque no puede contenerlas por más tiempo. Convirtiendose en una  nebulosa planetaria.

El centro de la estrella se convierte además en una enana blanca (estrella extremadamente densa con tamaños del orden de un planeta).

Finalmente, cuando la enana blanca ha utilizado toda su energía, para de brillar y se convierte en una enana negra, es decir, una estrella muerta. Se espera que esta sea la última etapa de nuestro Sol.

Para las estrellas con masas mayores que el Sol (hasta 40 veces más grandes), las capas externas de la estrella pueden ser arrojadas con más fuerza. Se trataría entonces de otra etapa en la vida de este tipo de estrellas, convirtiéndose en este caso en una supernova.  Este tipo de estrella colapsa a un tamaño muy compacto  pudiendo llegar a convertirse en un agujero negro.

Teniendo en cuenta esto llegamos a la conclusión de que todos los elementos necesarios para la formación de la vida en la Tierra, fueron y siguen siendo generados por reacciones nucleares de fusión llevadas a cabo en las estrellas a lo largo de las diversas etapas de su vida.

Cabe pensar que la existencia del agua (H2O), principal componente de nuestro organismo y el medio donde se cree que se dieron las reacciones químicas necesarias para el origen de la vida, es obra de estos increíbles astros.

Quizás a partir de ahora ya no solo miraremos a un microscopio para entender las bases de la vida en la Tierra, quizás ahora utilicemos un telescopio para observar a las responsables de la creación de la materia, quizás ahora miraremos a las estrellas….

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El video está en inglés, pero las imagenes no tienen desperdicio. El artículo que viene a continuación es una traducción de un artículo de la revista newscientist.

Caer en un agujero negro puede que no sea bueno para nuestra salud, pero las vistas estarían bien. Una reciente simulación nos muestra lo que podríamos ver en un viaje hacia el aplastamiento central de un agujero negro. La invertigación puede ayudar a los físicos a entender el destino, aparentemente paradójico, de la materia y la energía en un agujero negro.

Andrew Hamilton y Gavin Polhemus de la universidad de Colorado, programaron un código basado en las ecuaciones de Einstein de su Teoría de la Relatividad, que describe la gravedad como una distorsión del espacio y el tiempo.

Con su simulación, siguen la suerte de un observador imaginario en una órbita que cae en picado en un agujero negro gigante de 5 millones de veces la masa del Sol, aproximádamente del tamaño del agujero negro del centro de nuestra galaxia.

Conforme nos aproximamos, un circulo negro rodea la galaxia que contiene al agujero negro, marcando el evento horizonte – el punto tras el cual nada puede escapar al agararre del agujero negro. La luz de las estrellas que se encuentran detrás del agujero es atraida por el horizonte, mientras que la luz de otras estrellas se curva por la gravedad del agujero, formando una imagen combada alrededor del agujero.

Anillo Horizontal

Para los observadores distantes, el horizonte tiene un tamaño de un radio Schwartzschild – alrededor de 15 millones de kilómetros para este agujero -, pero conforme el observador se aproxima, éste se pierde en la distancia. Incluso cuando se cruza éste radio, hay todavía un punto justo delante, donde la luz es absorvida, así que desde nuestro punto de vista, nunca alcanzaríamos el horizonte.

Hamilton y Polhemus han dibujado una malla roja en el horizonte para ayudar a visualizarlo (como el horizonte es esférico, los dos circulos de la malla representan los polos Norte y Sur de su agujero negro central). Y si pasamos un radio Schwartzschild, otra ayuda artificial aparece. La malla blanca que gira a nuestro alrededor cuando vemos el video, marca el punto donde los observadores distantes marcarían el horizonte – esto es dónde veriamos a gente caer en el agujero si nos hubieran seguido a través del horizonte.

La vista más extraña se reserva para los últimos momentos. Muy cerca del centro del agujero negro,se pueden sentir fuerzas muy potentes. Si nos imaginamos cayendo con los pies delante, la gravedad en nuestra cabeza sería más débil que en nuestros pies. Esto lanzaría lejos a un observador real, y afectaría a la luz cayendo a nuestro alrededor -la luz sobre nuestras cabezas se estira y se desplaza hasta el extremo rojo del espectro. Eventualmente se vuelve roja – desplazada hasta la nada, así que toda nuestra visión será un anillo horizontal.

Paradoja de Información

Este proceso puede arrojar luz sobre el puzzle de los agujeros negros. Los cálculos Quantum parecen mostrar la complejidad de los agujeros negros – en trabajos anteriores, los investigadores calcularos que debería ser posible crear más entropía (medida de desorden) dentro de un agujero negro que la que pudiera medir un observador desde fuera.

Esto parece ser una sobrecarga de la vieja paradoja de información de los agujeros negros, la cual enfrenta a la aparente destrucción de objetos – e información – que caen en un agujero negro contra la mecánica cuántica, que establece que un cuanto de información nunca se puede perder.

El problema podría ser que tenemos una visión ingenua del espacio, la cual se viene abajo dentro de un agujero negro. Para calcular la entropía total, Hamilton y Polhemus asumen que se añaden todos los posibles estados que la materia y la energía pueden tomar en diferentes puntos del espacio. Sin embargo, junto con otros teóricos, sospechan que este supuesto es falso en un agujero negro. De alguna manera, puntos en el espacio parecen compartir los mismos estados – pero no está claro cómo.

Ahí es dónde recreaciones como esta pueden solamente ayudar. “Cerca de la singularidad, parece que el universo tridimensional se convierte en un universo de dos dimensiones”, dice Hamilton. Pero si sugiere que una vista 2D es más fundamental no está claro todavía. ” ¿Tiene esto un significado profundo? No lo sé”, dice Hamilton.

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