RX J1131-1231, un agujero negro distante.

Chandra y XMM-Newton proporcionan mediciones directas del giro de un agujero negro distante.
RX J1131.

Las imágenes múltiples de un cuasar distante son visibles en esta visión combinada del observatorio de Rayos X Chandra de la NASA y del Observatorio Espacial Hubble de la NASA/ESA. Los datos de Chandra junto con los datos del XMM-Newton de la ESA se utilizaron para medir directamente el giro del agujero negro supermasivo que alimenta este cuásar. Este es el agujero negro más lejano donde se ha hecho tal medición, como se informó en nuestro comunicado de prensa.

El XMM-Newton.
Las lentes gravitacionales de una galaxia elíptica intermedia han creado cuatro imágenes diferentes del cuásar, mostradas por los datos de Chandra en rosa. Tal lente, predicho por primera vez por Einstein, ofrece una rara oportunidad para estudiar regiones cercanas al agujero negro en cuásares distantes actuando como un telescopio natural y magnificando la luz de estas fuentes. Los datos del Hubble en rojo, verde y azul muestran la galaxia elíptica en el centro de la imagen, junto con otras galaxias en el campo.

El quasar es conocido como RX J1131-1231 (RX J1131 para abreviar) ubicado a unos 6 mil millones de años luz de la Tierra. Usando la lente gravitacional, se obtuvo un espectro de rayos X de alta calidad, es decir, la cantidad de rayos X observados a diferentes energías de RX J1131.

El Chandra.
Los rayos X se producen cuando un disco de acreción giratorio de gas y polvo que rodea el agujero negro crea una nube multimillonaria, o corona cerca del agujero negro. Los rayos X de esta corona reflejan el borde interior del disco de acreción. El espectro de rayos X reflejado es alterado por las fuerzas gravitacionales fuertes cerca del agujero negro. Cuanto más grande es el cambio en el espectro, más cerca debe estar el borde interior del disco del agujero negro.

Los autores del nuevo estudio descubrieron que los rayos X proceden de una región en el disco situada sólo alrededor de tres veces el radio del horizonte de eventos, el punto de no retorno para infalar la materia. Esto implica que el agujero negro debe girar extremadamente rápido para permitir que un disco para sobrevivir en un radio tan pequeño.

Este resultado es importante porque los agujeros negros se definen por dos simples características: masa y espín. Mientras que los astrónomos han sido capaces de medir las masas de agujeros negros de forma muy eficaz, la determinación de sus vueltas han sido mucho más difíciles.

El Hubble.
Estas medidas de spin pueden dar a los investigadores pistas importantes sobre cómo los agujeros negros crecen con el tiempo. Si los agujeros negros crecen principalmente de colisiones y fusiones entre galaxias deben acumular material en un disco estable, y el suministro constante de nuevo material del disco debe conducir a agujeros negros que giran rápidamente. En contraste si los agujeros negros crecen a través de muchos pequeños episodios de acreción, acumularán material de direcciones aleatorias. Como un carrusel que se empuja tanto hacia atrás como hacia delante, esto hace que el agujero negro gire más lentamente.

El descubrimiento de que el espacio-tiempo en el horizonte de eventos del agujero negro sugiere que RX J1131 está girando a más de la mitad de la velocidad de la luz , observado a una distancia de seis mil millones de años luz, que corresponde a una edad de 7,7 millones de años después del Big Bang, Crecido a través de fusiones, en lugar de tirar material desde diferentes direcciones.

Estos resultados fueron publicados en línea en la revista Nature. El autor principal es Rubens Reis de la Universidad de Michigan. Sus co-autores son Mark Reynolds y Jon M. Miller, también de Michigan, así como Dominic Walton del Instituto de Tecnología de California.

Nota de la imagen:
FOREGROUND ELLIPTICAL GALAXY => galaxia elíptica de primer plano.
MULTIPLE IMAGES of CUASAR => múltiples imágenes de la galaxia elíptica de primer plano producidas por la lente gravitacional producida por el cuasar.

Crédito:
Rayos X: NASA / CXC / Univ de Michigan / R.C.Reis et al; 
Óptica: NASA / STScI.

Publicado en Chandra el 5 de marzo del 2.014.

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