viernes, 15 de junio de 2018

UNA DISTANTE ERUPCIÓN ES VISTA POR LOS ASTRÓNOMOS MIENTRAS EL AGUJERO NEGRO DESTRUYE LA ESTRELLA


Concepto artístico de un evento de disrupción mareal (TDE)  que ocurre cuando una estrella pasa fatalmente cerca de un agujero negro supermasivo, que reacciona lanzando un jet relativista. Crédito: Sophia Dagnello, NRAO / AUI / NSF

Por primera vez, los astrónomos han fotografiado directamente la formación y la expansión de un chorro de material en movimiento rápido que es expulsado cuando la poderosa gravedad de un agujero negro supermasivo desgarró una estrella que pasó demasiado cerca del masivo monstruo.

Los científicos rastrearon el evento con telescopios infrarrojos y de radio, incluido Very Long Baseline Array (VLBA) y el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, en un par de galaxias colisionantes llamadas Arp 299 (*).

Las galaxias están a casi 150 millones de años luz de la Tierra. En el centro de una de las galaxias, un agujero negro 20 millones de veces más masivo que el Sol destrozó una estrella de más del doble de la masa del Sol, desencadenando una cadena de eventos que revelaron detalles importantes del encuentro violento.
Los investigadores también usaron observaciones de Arp 299 hechas por el telescopio espacial Hubble de la NASA antes y después de la aparición de la erupción.

Solo se ha detectado un pequeño número de muertes estelares, llamadas eventos de interrupción de mareas o TDE. 
Los teóricos han sugerido que el material extraído de la estrella condenada forma un disco giratorio alrededor del agujero negro, emitiendo intensos rayos X y luz visible, y también lanza chorros de material hacia afuera desde los polos del disco a casi la velocidad de la luz.
"Nunca antes hemos podido observar directamente la formación y la evolución de un jet de uno de estos eventos", dijo Miguel Pérez-Torres, del Instituto de Astrofísica de Andalucía en Granada, España, y autor en un documento que describe el hallazgo.

Descubrimiento de un jet

Imagen artística de la galaxia Arp299B, que está en proceso de fusión con Arp299A (la galaxia a la izquierda), capturada por el telescopio espacial Hubble de la NASA. El recuadro muestra un evento de interrupción de las mareas (TDE), que ocurre cuando una estrella pasa fatalmente cerca de un agujero negro supermasivo. Recientemente se observó un TDE cerca del centro de Arp299B. Crédito: Sophia Dagnello, NRAO / AUI / NSF; NASA, STScI 

La primera indicación vino el 30 de enero de 2005, cuando los astrónomos que usaban el Telescopio William Herschel en las Islas Canarias descubrieron una brillante ráfaga de emisión infrarroja proveniente del núcleo de una de las galaxias colisionantes en Arp 299.

El 17 de julio de 2005, el VLBA reveló una nueva fuente distinta de emisión de radio desde el mismo lugar.
"Con el paso del tiempo, el nuevo objeto permaneció brillante en las longitudes de onda infrarroja y de radio, pero no en la luz visible y los rayos X", dijo Seppo Mattila, de la Universidad de Turku en Finlandia, otro autor del nuevo documento. "La explicación más probable es que el grueso gas interestelar y el polvo cerca del centro de la galaxia absorbieron los rayos X y la luz visible, y luego lo re-irradiaron como infrarrojo". Los investigadores utilizaron el Telescopio óptico nórdico en las Islas Canarias y el Spitzer de la NASA para seguir la emisión infrarroja del objeto.

Las observaciones continuas con el VLBA, la red europea VLBI (EVN) y otros radiotelescopios, llevados a cabo durante casi una década, mostraron la fuente de emisión de radio en una dirección, tal como se esperaba para un avión. La expansión medida indicó que el material en el chorro se movía a un promedio de un cuarto de la velocidad de la luz. Las ondas de radio no son absorbidas por el polvo, sino que pasan a través de él.
Estas observaciones utilizaron múltiples antenas de radiotelescopio, separadas por miles de millas, para obtener el poder de resolución, o la capacidad de ver detalles finos, necesarios para detectar la expansión de un objeto tan distante.

Apetito monstruo

La mayoría de las galaxias tienen agujeros negros supermasivos, que contienen de millones a miles de millones de veces la masa del Sol, en sus núcleos. 
En un agujero negro, la masa está tan concentrada que su atracción gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Cuando esos agujeros negros supermasivos atraen activamente material de su entorno, ese material forma un disco giratorio alrededor del agujero negro y se lanzan hacia fuera chorros súper rápidos de partículas. Este es el fenómeno visto en las radios galaxias y los cuásares.

"Gran parte del tiempo, sin embargo, los agujeros negros supermasivos no devoran nada activamente, por lo que están en un estado tranquilo", explicó Pérez-Torres. "Los eventos de interrupción de las mareas pueden brindarnos una oportunidad única para avanzar en nuestra comprensión de la formación y evolución de los jets en las proximidades de estos poderosos objetos".

"Debido al polvo que absorbió cualquier luz visible, este evento particular de interrupción de las mareas puede ser solo la punta del iceberg de lo que hasta ahora ha sido una población oculta", dijo Mattila. "Al buscar estos eventos con infrarrojos y radiotelescopios, podremos descubrir muchos más y aprender de ellos".
Tales eventos pueden haber sido más comunes en el universo distante, por lo que estudiarlos puede ayudar a los científicos a comprender el entorno en el que se desarrollaron las galaxias hace miles de millones de años.

El descubrimiento, dijeron los científicos, fue una sorpresa.
La explosión infrarroja inicial se descubrió como parte de un proyecto que buscaba detectar explosiones de supernovas en dichos pares de galaxias en colisión.
Arp 299 ha visto numerosas explosiones estelares, y ha sido llamada una "fábrica de supernovas". Este nuevo objeto originalmente se consideró una explosión de supernova. 
Solo en 2011, seis años después del descubrimiento, la parte emisora ​​de radio comenzó a mostrar un alargamiento.
La supervisión posterior mostró que la expansión crecía, lo que confirma que lo que los científicos están viendo es un jet, no una supernova.

Mattila y Pérez-Torres dirigieron un equipo de 36 científicos de 26 instituciones de todo el mundo en las observaciones de Arp 299. Publicaron sus hallazgos en la edición del 14 de junio de la Revista Science.


El Observatorio Long Baseline es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo acuerdo cooperativo por Associated Universities, Inc. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, administra la misión del Telescopio Espacial Spitzer para la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. Las operaciones científicas se llevan a cabo en el Centro de Ciencias Spitzer en Caltech en Pasadena. Las operaciones de la nave espacial se basan en Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton, Colorado. Los datos se archivan en el Infrared Science Archive ubicado en IPAC en Caltech. Caltech maneja el JPL para la NASA.

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). 
El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio.
El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore lleva a cabo operaciones científicas del Hubble. 
El STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, Inc., en Washington.
Fuente: JPLJet Propulsion Laboratory (NASA) / 15. junio.2018

Más información sobre el Telescopio Espacial Hubble de la NASA:
Más información sobre el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA:

(*) Glosario
Arp 299 es un grupo de galaxias aproximadamente a 134 millones de años luz en la Constelación de la Osa Mayor.
IC 694 es la Galaxia principal, mientras que NGC 3690 es la galaxia secundaria. Ambas son galaxias irregulares barradas.
Fuente: Wikipedia

Traducción libre de Soca