El observatorio Chandra de la NASA se suma al anuncio de nacimiento en el Agujero Negro
Cygnus X1.
• Publicado el 17 de noviembre de 2011, noticia de prensa.
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| A la izquierda, una imagen óptica de Digitized Sky Survey muestra a Cygnus X-1, delineado en un cuadro rojo. Cygnus X-1 está ubicado cerca de grandes regiones activas de formación estelar en la Vía Láctea, como se ve en esta imagen que abarca unos 700 años luz de diámetro. La ilustración de un artista a la derecha muestra lo que los astrónomos piensan que está sucediendo dentro del sistema Cygnus X-1. Cygnus X-1 es un llamado agujero negro de masa estelar, una clase de agujeros negros que proviene del colapso de una estrella masiva. El agujero negro atrae material de una estrella gigante y azul hacia él. Este material forma un disco (que se muestra en rojo y naranja) que gira alrededor del agujero negro antes de caer en él o de ser redirigido lejos del agujero negro en forma de chorros de gran alcance. |
• Publicado el 17 de noviembre de 2011, noticia de prensa.
Se han descubierto nuevos detalles sobre el nacimiento de un famoso agujero negro que tuvo lugar hace millones de años, gracias a un equipo de científicos que utilizaron datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y de los telescopios de radio, ópticos y otros rayos X.
Hace más de tres décadas, Stephen Hawking realizó, y finalmente perdió, una apuesta en contra de la existencia de un agujero negro en Cygnus X-1. Hoy, los astrónomos confían en que el sistema Cygnus X-1 contiene un agujero negro, y con estos últimos estudios tienen valores notablemente precisos de su masa, espín y distancia de la Tierra. Con estas piezas clave de información, la historia del agujero negro ha sido reconstruida.
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| Ilustración de Cygnus X-1. Cygnus X-1 está ubicado cerca de grandes regiones activas de formación estelar en la Vía Láctea. La ilustración de un artista muestra lo que los astrónomos piensan que está sucediendo dentro del sistema Cygnus X-1. Cygnus X-1 es un llamado agujero negro de masa estelar, una clase de agujeros negros que proviene del colapso de una estrella masiva. El agujero negro atrae material de una estrella gigante y azul hacia él. Este material forma un disco (que se muestra en rojo y naranja) que gira alrededor del agujero negro antes de caer en él o de ser redirigido lejos del agujero negro en forma de chorros de gran alcance. Crédito: NASA / CXC / M.Weiss. |
"Esta nueva información nos da pistas sólidas sobre cómo nació el agujero negro, qué pesaba y qué tan rápido estaba girando", dijo el autor Mark Reid del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA) en Cambridge, Massachusetts. "Esto es Es emocionante porque no se sabe mucho sobre el nacimiento de los agujeros negros ".
Reid dirigió uno de los tres artículos, todos aparecidos en la edición del 10 de noviembre de The Astrophysical Journal, que describen estos nuevos resultados en Cygnus X-1. Los otros documentos fueron dirigidos por Jerome Orosz de la Universidad Estatal de San Diego y Lijun Gou, también de CfA.
Cygnus X-1 es un llamado agujero negro de masa estelar, una clase de agujeros negros que proviene del colapso de una estrella masiva. El agujero negro está en órbita cercana con una estrella gigante y azul.
Usando datos de rayos X de Chandra, el Explorador de tiempo de rayos X de Rossi y el Satélite avanzado para cosmología y astrofísica, un equipo de científicos pudo determinar el giro de Cygnus X-1 con una precisión sin precedentes, lo que demuestra que el agujero negro está girando muy cerca de su velocidad máxima. Su horizonte de eventos, el punto de no retorno para el material que cae hacia un agujero negro, gira alrededor de 800 veces por segundo.
Un estudio independiente que comparó la historia evolutiva de la estrella compañera con modelos teóricos indica que el agujero negro nació hace unos 6 millones de años. En este tiempo relativamente corto (en términos astronómicos), el agujero negro no podría haber jalado suficiente gas para aumentar su giro. La implicación es que Cygnus X-1 probablemente nació girando muy rápido.
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| Imagen de rayos X de Chandra de Cygnus X-1. Hace más de tres décadas, Stephen Hawking realizó, y finalmente perdió, una apuesta en contra de la existencia de un agujero negro en Cygnus X-1. Hoy, los astrónomos confían en que el sistema Cygnus X-1 contiene un agujero negro. De hecho, un equipo de científicos ha combinado datos de los telescopios de radio, óptico y de rayos X, incluido Chandra, para determinar el giro, la masa y la distancia del agujero negro de manera más precisa que nunca. Con estas piezas clave de información, la historia del agujero negro ha sido reconstruida. Esta nueva información les da a los astrónomos pistas sólidas sobre cómo nació el agujero negro, cuánto pesó y qué tan rápido estaba girando. Esto es importante porque a los científicos todavía les gustaría saber mucho más sobre el nacimiento de los agujeros negros. Crédito: NASA / CXC. |
Usando observaciones ópticas de la estrella compañera y su movimiento alrededor de su compañera invisible, el equipo tomó la determinación más precisa de la masa de Cygnus X-1, de 14,8 veces la masa del Sol. Es probable que haya sido casi tan masivo al nacer, debido a la falta de tiempo para que crezca apreciablemente.
"Ahora sabemos que Cygnus X-1 es uno de los agujeros negros estelares más masivos de la Galaxia", dijo Orosz. "Y, está girando tan rápido como cualquier agujero negro que hayamos visto".
El conocimiento de la masa, el giro y la carga proporciona una descripción completa de un agujero negro, de acuerdo con el llamado teorema "Sin pelo". Esta teoría postula que toda otra información, aparte de estos parámetros, se pierde por toda la eternidad detrás del horizonte de eventos. Se espera que la carga para un agujero negro astronómico sea casi cero, por lo que solo se necesita la masa y el giro.
"Me sorprende que tengamos una descripción completa de este objeto del tamaño de un asteroide que está a miles de años luz de distancia", dijo Gou. "Esto significa que los astrónomos tienen una comprensión más completa de este agujero negro que cualquier otro en nuestra Galaxia".
El equipo también anunció que ha realizado el cálculo de la distancia más precisa hasta el momento de Cygnus X-1 utilizando el Conjunto de Línea de Base Muy Larga (Very Large Base Array, VLBA) del Observatorio Nacional de Radio (NRAO). La nueva distancia está a unos 6.070 años luz de la Tierra. Esta distancia precisa fue un ingrediente crucial para realizar las determinaciones precisas de masa y giro.
Las observaciones de radio también midieron el movimiento de Cygnus X-1 a través del espacio, y esto se combinó con su velocidad medida para dar la velocidad tridimensional y la posición del agujero negro.
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| Imagen de autor del observatorio de rayos X de la NASA Chandra. |
Este trabajo mostró que Cygnus X-1 se está moviendo muy lentamente con respecto a la Vía Láctea, lo que implica que no recibió una gran "patada" al nacer. Esto apoya una conjetura anterior de que Cygnus X-1 no nació en una supernova, sino que puede deberse al colapso oscuro de una estrella progenitora sin una explosión. El progenitor de Cygnus X-1 fue probablemente una estrella extremadamente masiva, que inicialmente tenía una masa superior a unas 100 veces el sol antes de perderla en un vigoroso viento estelar.
En 1974, poco después de que Cygnus X-1 se convirtiera en un buen candidato para un agujero negro, Stephen Hawking apostó con su compañero astrofísico Kip Thorne, profesor de física teórica en el Instituto de Tecnología de California, que Cygnus X-1 no contenía un gargantua. Esto fue tratado como una póliza de seguro por Hawking, que había trabajado mucho en los agujeros negros y la relatividad general.
Para 1990, sin embargo, con mucho más trabajo sobre Cygnus X-1 se había fortalecido la evidencia de que era un agujero negro. Con la ayuda de familiares, enfermeras y amigos, Hawking entró en la oficina de Thorne, encontró la apuesta enmarcada y aceptó la derrota.
"Durante cuarenta años, Cygnus X-1 ha sido el ejemplo icónico de un agujero negro. Sin embargo, a pesar de la concesión de Hawking, nunca he estado completamente convencido de que realmente contenga un agujero negro, hasta ahora", dijo Thorne. "Los datos y el modelado descritos en estos tres artículos por fin proporcionan una descripción completamente definitiva de este sistema binario".
El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Smithsonian Astrophysical Observatory controla la ciencia y las operaciones de vuelo de Chandra desde Cambridge, Massachusetts.
Crédito de las imágenes:
Optical: DSS;
Illustration: NASA/CXC/M.Weiss
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Contactos de medios:
Janet anderson
Centro de vuelo espacial Marshall de la NASA, Ala.
256-544-6162
Megan Watzke
Centro de rayos X Chandra, Cambridge, Massachusetts.
617-496-7998
