miércoles, 17 de julio de 2013

NUBE DE GAS ESTÁ SIENDO ESTIRADA Y DEFORMADA AL SER ABSORBIDA POR EL AGUJERO NEGRO DEL CENTRO DE LA VÍA LÁCTEA



Simulación de la nube de gas en su aproximación al agujero negro del centro de la Vía Láctea – crédito: ESO

En enero de 2012, la revista Nature publicó el descubrimiento efectuado en 2011 por un equipo de astrónomos, que utilizando el Very Large Telescope de la ESO [VLT], ubicado en Cerro Paranal [Chile], de una nube de gas varias veces más masiva que la Tierra, acercándose rápidamente hacia el agujero negro que se encuentra en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Era la primera vez que se lograba observar el acercamiento irreversible de una nube a un agujero negro supermasivo.
Reinhard Genzel, del Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics [MPE] de Garching que dirigió  el equipo de astrónomos como parte de un programa de observación que lleva 20 años usando los telescopios de ESO, monitoreaba el movimiento de las estrellas alrededor del agujero negro supermasivo, descubriendo el  nuevo objeto acercándose rápidamente. En los últimos  siete años, la velocidad de este objeto casi se ha duplicado al alcanzar más de 8 millones de km/h. Su órbita es muy alargada y se estimaba que durante el presente año 2013, pasará a una distancia de sólo 40 mil millones de kilómetros del horizonte de suceso del agujero negro, o sea, a unas 36 horas luz. Un encuentro muy cercano con un agujero negro supermasivo.


Simulación de una nube de gas pasando cerca del agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia a mediados de 2013. Crédito: ESO/S. Gillessen /MPE / Marc. Schartmann

Se estima que el agujero negro del centro de la Vía Láctea, llamado Sgr A* [de Sagittarius A star] tiene una masa de alrededor de cuatro millones de veces la masa del Sol y es el más cercano de los agujeros negros supermasivos conocidos.
El objeto es una nube de polvo y gas ionizado, con una masa aproximadamente tres veces la de la Tierra, mucho más fría que las estrellas circundantes (no supera los 280 grados Celsius), y está compuesta principalmente por hidrógeno y helio. La nube brilla a causa de la fuerte radiación ultravioleta de las estrellas calientes que rodean  el sobrepoblado corazón de la Vía Láctea.
La actual densidad de la nube es mucho mayor que la del gas caliente que rodea al agujero negro. Pero a medida que la nube se acerca cada vez más a la bestia hambrienta, el aumento de la presión externa comprime la nube y al mismo tiempo, la enorme atracción gravitatoria del agujero negro, que tiene una masa cuatro millones de veces la masa del Sol, continúa  acelerando el acercamiento de la nube y arrastrándola fuera de su órbita.
Nuevas observaciones del VLT, muestran que la nube de gas esta siendo destrozada por el agujero negro, estirada y deformada por el fuerte campo gravitatorio del agujero negro. Está tan extendida en su parte frontal que ha pasado el punto más cercano y viaja lejos del agujero negro a más de 10 millones de km./h., mientras que la cola cae hacia el agujero negro.
“El gas que se encuentra en la cabeza de la nube se estira a más de 160.000 millones de kilómetros alrededor del punto más cercano de la órbita del agujero negro, y el máxima acercamiento es a tan solo unos 25.000 millones de kilómetros del propio agujero negro – apenas desaparezca caerá sumido en el olvido”, explica Stefan Gillessen del Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre, en Garching, Alemania, quién lidera el equipo de observación, “la nube está tan estirada que el punto máximo de acercamiento no es un evento puntual, sino un proceso que se extiende a lo largo de un período de, al menos, un año”.
A medida que la nube se estira, su luz se va haciendo cada vez más difícil de observar. Pero se logra hacerlo observando en forma minuciosa la región cercana al agujero negro durante más de 20 horas de tiempo de exposición total con el instrumento SINFONI instalado en el VLT la exposición más profunda hecha nunca de esta región con un espectrómetro de campo integral.  
En un espectrómetro de campo integral, la luz recogida por cada píxel se dispersa separadamente en los colores que la componen, de manera que se registra el espectro de cada uno de los píxeles; de esta manera, puede analizarse el espectro en forma individual y usarse para crear mapas de las velocidades y para determinar las propiedades químicas de cada parte del objeto.
El equipo fue capaz de medir las velocidades de diferentes partes de la nube a medida que salía disparada más allá del agujero negro central.
El equipo espera poder ver evidencias de cómo la veloz nube interacciona con cualquier tipo de gas del entorno del agujero negro. Hasta el momento, no se ha encontrado nada, pero se planean posteriores observaciones buscando este tipo de efecto.

Nube de gas desgarrada por el agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia. 
Crédito:ESO / S.Gillessen

"Lo más emocionante que vemos ahora en las nuevas observaciones es la cabeza de la nube que vuelve hacia nosotros a más de 10 millones de km./h a lo largo de la órbita — lo que supone un impresionante 1% de la velocidad de la luz", añade Reinhard Genzel, "Esto significa que la parte frontal de la nube ya ha hecho su máximo acercamiento al agujero negro".

El origen de la nube de gas sigue siendo un misterio, aunque no faltan ideas al respecto . Los astrónomos pensaban que podría haber sido creado por vientos estelares procedentes de las estrellas que orbitan al agujero negro. O, posiblemente, podrían incluso ser el resultado de un chorro originado en el centro galáctico. Otra opción era que hubiese una estrella en el centro de la nube y que el gas procediera o bien de los vientos estelares de esa estrella o bien de un disco de gas y polvo protoplanetario en torno a la estrella.
Las nuevas observaciones limitan las posibilidades.
"Igual que un desafortunado astronauta en una película de ciencia ficción, vemos que la nube se estrecha tanto que parece un espagueti. Esto significa que, probablemente, no tenga una estrella en su interior", concluye Gillessen. "Por el momento creemos que, probablemente, el gas proceda, de algún modo, de las estrellas que orbitan el agujero negro".

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El clímax de este acontecimiento único en el centro de la galaxia está teniendo lugar en estos momentos y astrónomos de todo el mundo lo están observando muy de cerca. Esta intensa campaña de observación proporcionará una gran cantidad de datos, revelando, no solo más sobre esta nube de gas, sino que también sondeará las regiones cercanas al agujero negro que no habían sido exploradas antes y ofrecerá más información sobre los efectos extremos de la intensa gravedad.
Tal y como revela este fenómeno en el centro de la galaxia, los astrónomos esperan ver que la evolución de la nube cambie de ser un evento puramente gravitatorio a un fenómeno de hidrodinámica turbulenta y compleja.
Fuente: ESO1332es 17.julio.2013 // ESO 1151es