18 de noviembre de 2008

Detectan materia destrozada por un agujero negro

Imagen: ESO/APEX/2MASS/A. Eckart et al.

Usando simultáneamente VLT y APEX, un equipo de astrónomos estudió los violentos destellos provenientes del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. En esta región, conocida como Sagittarius A*, los científicos detectaron explosiones de materia que está siendo estirada mientras orbita en la intensa gravedad cercana al agujero negro.

Un equipo de astrónomos europeos y estadounidenses usó el telecopio VLT de la organización Observatorio Europeo Austral (ESO) y el telescopio Atacama Pathfinder Experiment (APEX), ambos ubicados en el norte Chile, para estudiar la luz proveniente de Sagittarius A* (Sgr A*) en el infrarrojo cercano y en onda submilimétricas más largas, respectivamente. Ésta es la primera vez que los astrónomos atrapan simultáneamente un destello del centro galáctico con estos telescopios. Al estar ubicados en el hemisferio sur, estos telescopios poseen una vista privilegiada para estudiar el centro galáctico.

"Observaciones como éstas, en base a una gama de longitudes de onda, son realmente la única manera de entender qué está pasando cerca del agujero negro", dice Andreas Eckart de la Universidad de Colonia, quien dirigió al equipo.

Sgr A* está situada en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, a una distancia de la Tierra cercana a los 26.000 años-luz. En su interior alberga un agujero negro supermasivo con una masa de unas cuatro millones de veces la del Sol. Se cree que la mayoría, si no todas las galaxias, tienen un agujero negro supermasivo en su centro.

"Sgr A* es único pues es el más cercano de estos monstruosos agujeros negros, y yace en nuestra propia galaxia", explica el miembro del equipo Frederick K. Baganoff, del Massachusetts Institute of Technology (MIT) en Cambridge, Estados Unidos. "Sólo en el caso de este objeto, nuestros actuales telescopios son capaces de detectar esos destellos relativamente débiles de material orbitando justo fuera del horizonte de este evento".

Se cree que la emisión de Sgr A* proviene de gas expulsado por las estrellas, que luego orbita y cae dentro del agujero negro.

Realizar observaciones simultáneas requirió una planificación cuidadosa entre los equipos de ambos telescopios. Luego de varias noches esperando en los dos observatorios, fueron afortunados.

"En el VLT, desde el momento en que apuntamos el telescopio hacia Sgr A* vimos que estaba activo y tornándose cada vez más brillante. De inmediato tomamos el teléfono y alertamos a nuestros colegas del telescopio APEX", señala Gunther Witzel, un estudiante de doctorado de la Universidad de Colonia.

Macarena García-Marín, también de Colonia, estaba esperando en APEX donde el equipo del observatorio había hecho un esfuerzo especial para mantener el instrumento en espera. "Apenas recibimos la llamada estábamos muy emocionados y tuvimos que trabajar muy rápido a fin de no perder información crucial de Sgr A*. Partimos desde las observaciones habituales, y estuvimos a tiempo para captar los destellos", explica.

En las siguientes seis horas, el equipo detectó emisiones de infrarrojo variablemente violentas, con cuatro grandes destellos desde Sgr A*. Los resultados de longitudes de onda submilimétricas también mostraron destellos, pero la parte crucial ocurrió cerca de una hora y media después de los destellos infrarrojos.

Los investigadores explican que esta demora de tiempo probablemente es causada por la rápida expansión, a velocidades de cerca de 5 millones de km/h, de las nubes de gas que emiten estos destellos. Esta expansión genera cambios en el carácter de la emisión a lo largo del tiempo, lo que explicaría el retraso entre los destellos infrarrojos y los submilimétricos.

Si bien las velocidades de 5 millones de km/h pueden parecer rápidas, es sólo un 0,5% de la velocidad de la luz. Para escapar de tremenda gravedad cercana al agujero negro, el gas tendría que estar viajando a la mitad de la velocidad de la luz -100 veces más rápido que lo detectado- y por ello los investigadores creen que el gas no puede ser expulsado como un chorro. En cambio, sospechan que una mancha de gas orbitando cerca del agujero negro está siendo estirada, como ocurre con la masa en un bolo para mezclar, y que esto está causando la expansión.

La combinación simultánea de los telescopios VLT y APEX ha demostrado ser una poderosa forma de estudiar los destellos a múltiples longitudes de onda. El equipo espera que las futuras observaciones les permitan probar su modelo propuesto y descubrir más acerca de esta misteriosa zona en el centro de nuestra galaxia.

Esta investigación es presentada en el artículo de Eckart et al., "Simultaneous NIR/sub-mm observation of flare emission from Sgr A*", que será publicado en la revista Astronomy and Astrophysics.

Los miembros del equipo internacional que realizaron esta investigación son: A. Eckart (Universidad de Colonia, Alemania), R. Schödel (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, España), M. García-Marín (Universidad de Colonia, Alemania), G. Witzel (Universidad de Colonia, Alemania), A. Weiss (MPIfR, Alemania), F. K. Baganoff (MIT, EE.UU.), M. R. Morris (Universidad de California, EE.UU.), T. Bertram (Universidad de Colonia, Alemania), M. Dov?iak (Astronomical Institute of the Academy of Sciences de República Checa), D. Downes (IRAM, Francia), W.J. Duschl (Christian-Albrechts-Universität, Alemania), V. Karas (Astronomical Institute of the Academy of Sciences de República Checa), S. König (Universidad de Colonia, Alemania), T. P. Krichbaum (MPIfR, Alemania), M. Krips (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, EE.UU.), D. Kunneriath (Universidad de Colonia, Alemania), R.-S. Lu (MPIfR, Alemania), S. Markoff (Astronomical Institute 'Anton Pannekoek', Holanda), J. Mauerhan (Universidad de California, EE.UU.), L. Meyer (Universidad de California, EE.UU.), J. Moultaka (LATT, Francia), K. Muži? (Universidad de Colonia, Alemania), F. Najarro (Centro de Astro Biología, Madrid, España), J.-U. Pott (Universidad de California, EE.UU.), K. F. Schuster (IRAM, Francia), L. O. Sjouwerman (NRAO, EE.UU.), C. Straubmeier (Universidad de Colonia, Alemania), C. Thum (IRAM, Francia), S. Vogel (Universidad de Maryland, EE.UU.), H. Wiesemeyer (IRAM, España), M. Zamaninasab (Universidad de Colonia, Alemania), J. A. Zensus (MPIfR, Alemania).

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.eso.org/