Los agujeros negros "parpadean".
Pequeño pero brillante.
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| Las fuentes verdes brillantes de luz de rayos X de alta energía capturadas por la misión NuSTAR de la NASA se superponen en una imagen de luz óptica de la galaxia Whirlpool (la espiral en el centro de la imagen) y su galaxia compañera, M51b (el blanco brillante de color verde sobre el Whirlpool), tomada por Sloan Digital Sky Survey. Los puntos verdes brillantes en el centro de Whirlpool y M51b son creados por material que rodea los agujeros negros supermasivos; Fuentes de rayos X adicionales en la vecindad contribuyen a la emisión. La estrella de neutrones ultraluminosas conocida se encuentra en el lado izquierdo de Whirlpool. Crédito: NASA / JPL-Caltech, IPAC. |
En la cercana galaxia Whirlpool y su galaxia compañera, Messier 51b, dos agujeros negros supermasivos se calientan y devoran el material circundante. Estos dos monstruos deberían ser las fuentes de rayos X más luminosas a la vista, pero un nuevo estudio que utiliza observaciones de la misión NuSTAR (Conjunto de telescopios espectroscópicos nucleares) de la NASA muestra que un objeto mucho más pequeño está compitiendo con los dos gigantes.
Las características más impresionantes de la galaxia Whirlpool, oficialmente conocida como Messier 51a, son los dos "brazos" largos y llenos de estrellas que se enroscan alrededor del centro galáctico como cintas. El mucho más pequeño M51b se aferra como un percebe al borde del Whirlpool. Conocidas colectivamente como Messier 51, las dos galaxias se están fusionando.
En el centro de cada galaxia hay un agujero negro supermasivo millones de veces más masivo que el Sol. La fusión galáctica debería empujar enormes cantidades de gas y polvo en esos agujeros negros y en órbita alrededor de ellos. A su vez, la gravedad intensa de los agujeros negros debería hacer que el material en órbita se caliente e irradie, formando discos brillantes alrededor de cada uno que puedan eclipsar a todas las estrellas en sus galaxias.
Pero ninguno de los agujeros negros está irradiando tan brillante en el rango de rayos X como los científicos esperarían durante una fusión. Sobre la base de observaciones anteriores de satélites que detectan rayos X de baja energía, como el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, los científicos creían que las capas de gas y polvo alrededor del agujero negro en la galaxia más grande estaban bloqueando la emisión adicional. Pero el nuevo estudio, publicado en Astrophysical Journal, usó la visión de rayos X de alta energía de NuSTAR para mirar por debajo de esas capas y descubrió que el agujero negro aún es más oscuro de lo esperado.
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| Imagen de autor del observatorio de rayos X NuStar. Crédito : NASA. |
"Todavía me sorprende este hallazgo", dijo el autor principal del estudio, Murray Brightman, investigador de Caltech en Pasadena, California. "Se supone que las fusiones galácticas generarán un crecimiento de agujero negro, y la evidencia de ello sería una fuerte emisión de rayos X de alta energía. Pero no estamos viendo eso aquí".
Brightman cree que la explicación más probable es que los agujeros negros "parpadean" durante las fusiones galácticas en lugar de irradiar con un brillo más o menos constante durante todo el proceso.
"La hipótesis parpadeante es una idea nueva en el campo", dijo Daniel Stern, científico investigador del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena y científico del proyecto para NuSTAR. "Solíamos pensar que la variabilidad del agujero negro se producía en escalas de tiempo de millones de años, pero ahora pensamos que esas escalas de tiempo podrían ser mucho más cortas. Averiguar qué corta es un área de estudio activo".
Pequeño pero brillante.
Junto con los dos agujeros negros que irradian menos de lo que los científicos anticiparon en Messier 51a y Messier 51b, el primero también alberga un objeto que es millones de veces más pequeño que cualquiera de los agujeros negros, pero que brilla con la misma intensidad. Los dos fenómenos no están conectados, pero sí crean un sorprendente paisaje de rayos X en Messier 51.
La pequeña fuente de rayos X es una estrella de neutrones, una pepita de material increíblemente densa que queda después de que una estrella masiva explota al final de su vida. Una estrella de neutrones típica es cientos de miles de veces más pequeña en diámetro que el Sol, tan grande como una gran ciudad, pero tiene una o dos veces la masa del sol. Una cucharadita de material estrella de neutrones pesaría más de mil millones de toneladas.
A pesar de su tamaño, las estrellas de neutrones a menudo se dan a conocer a través de intensas emisiones de luz. La estrella de neutrones que se encuentra en Messier 51 es incluso más brillante que el promedio y pertenece a una clase recién descubierta conocida como estrellas de neutrones ultraluminosas. Brightman dijo que algunos científicos han propuesto que los fuertes campos magnéticos generados por la estrella de neutrones podrían ser responsables de la emisión luminosa; un artículo anterior de Brightman y sus colegas sobre esta estrella de neutrones apoya esa hipótesis. Algunas de las otras fuentes de rayos X brillantes y de alta energía que se ven en estas dos galaxias también podrían ser estrellas de neutrones.
NuSTAR es una misión Small Explorer liderada por Caltech y administrada por JPL para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. NuSTAR se desarrolló en colaboración con la Universidad Técnica Danesa y la Agencia Espacial Italiana (ASI). La nave espacial fue construida por Orbital Sciences Corporation en Dulles, Virginia (ahora parte de Northrop Grumman). El centro de operaciones de la misión de NuSTAR se encuentra en UC Berkeley, y el archivo de datos oficiales se encuentra en el Centro de Investigación del Archivo de Ciencia de Astrofísica de Alta Energía de la NASA. ASI proporciona la estación terrestre de la misión y un archivo espejo. Caltech maneja JPL para la NASA
Noticias Contacto de medios.
Calla Cofield
Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, Calif.
626-808-2469
• Publicado en NuStar el 20 de febrero del 2.109, comunicado de prensa.
