jueves, 31 de marzo de 2011

El brillo carmesí de la formación estelar & Integral descubre cómo escapar de un agujero negro

El brillo carmesí de la formación estelar & Integral descubre cómo escapar de un agujero negro:


La intensa nube carmesí en esta nueva imagen es una zona de hidrógeno incandescente que rodea el cúmulo estelar NGC 371. Esta maternidad estelar se encuentra en nuestra galaxia vecina, la Pequeña Nube de Magallanes.



El cúmulo estelar y la nebulosa circundante NGC 371. Crédito: ESO



El objeto que domina esta imagen podría parecer un charco de sangre, pero en vez de estar asociadas con la muerte, estas regiones de hidrógeno ionizado -conocidas como regiones HII- son lugares de creación, con altas tasas de formación estelar reciente. NGC 371 es un ejemplo de esto; se trata de un cúmulo abierto rodeado por una nebulosa. Las estrellas en los cúmulos abiertos nacen de la misma región difusa HII y, con el tiempo, la mayor parte del hidrógeno es utilizado para la formación de estrellas, dejando atrás una envoltura de hidrógeno, como la que aparece en esta imagen, junto a un cúmulo de estrellas jóvenes y calientes.

La galaxia que alberga a NGC 371 es la Pequeña Nube de Magallanes, una galaxia enana ubicada a tan sólo 200.000 años-luz de distancia, lo que la convierte en una de las galaxias más cercanas a la Vía Láctea. 

Adicionalmente, la Pequeña Nube de Magallanes contiene estrellas en todas las etapas evolutivas; desde las luminosas y calientes estrellas jóvenes que se encuentran en NGC 371, hasta los remanentes de supernova que dejan las estrellas al morir. Las energéticas estrellas jóvenes emiten una gran cantidad de radiación ultravioleta que hace que el gas circundante -residuos de hidrógeno de la nebulosa anfitriona- se encienda con brillantes colores que se despliegan en todas las direcciones, sobre un área de varios cientos de años-luz. Este fenómeno se puede apreciar en todo su esplendor en esta imagen, tomada por el instrumento FORS1 en el Very Large Telescope de ESO en Cerro Paranal (Chile).

Los cúmulos abiertos no son para nada escasos; en nuestra propia Vía Láctea existen numerosos ejemplos. Sin embargo, NGC 371 es particularmente interesante debido al gran número de estrellas variables que contiene. El brillo de estas estrellas cambia a lo largo del tiempo. Un tipo de estrella variable especialmente interesante, conocida como estrella de tipo B pulsante lenta, sirve para estudiar el interior de las estrellas a través de la asterosismología, y varias de éstas han sido confirmadas en este cúmulo. Las estrellas variables juegan un rol primordial en la astronomía: algunas de ellas son valiosísimas para determinar la distancia de galaxias muy lejanas y la edad del Universo.

Los datos para esta imagen fueron seleccionados del archivo de ESO por Manu Mejias, como parte del concurso “Tesoros Escondidos”. Tres de las imágenes de Manu estuvieron entre las 20 mejores; su imagen de NGC 371 obtuvo el sexto lugar del concurso.





Integral ha sido capaz de detectar partículas un milisegundo antes de que quedasen sumidas en un agujero negro, pero ¿quedarán atrapadas para siempre? Los resultados de las últimas observaciones sugieren que aún tienen una oportunidad para escapar.



Impresión artística del agujero negro del sistema Cygnus X-1.
Impresión artística del agujero negro del sistema Cygnus X-1. Crédito: ESA



A nadie le gustaría estar cerca de un agujero negro. A cientos de kilómetros de su superficie, el espacio se convierte en una vorágine de partículas y radiación; torrentes de moléculas de gas caen hacia el interior del agujero a velocidades próximas a la de la luz, calentándose hasta alcanzar temperaturas de millones de grados.

Habitualmente, las partículas quedan atrapadas en esta trampa mortal en cuestión de milisegundos, pero una pequeña fracción podría tener la oportunidad de escapar.

Gracias a las nuevas observaciones realizadas por el satélite Integral de la ESA, los astrónomos tienen la certeza de que esta caótica región está surcada por una compleja red de campos magnéticos.

Esta es la primera vez que se identifica la presencia de campos magnéticos tan cerca de un agujero negro. Por si esto fuera poco, Integral ha demostrado que estos campos presentan una compleja estructura que forma una especie de túneles por los que algunas partículas logran huir del pozo gravitatorio.

Philippe Laurent, investigador del CEA en Saclay, Francia, y su equipo realizaron este descubrimiento estudiando el sistema binario de Cygnus X-1, en el que la gravedad del agujero negro está desmembrando la estrella que lo acompaña.

Todas las pruebas apuntan a que este campo magnético es suficientemente fuerte como para arrancar partículas del pozo gravitatorio y bombearlas hacia el exterior, proyectando un chorro de materia en el vacío del espacio. Las partículas que forman estos chorros ganan velocidad recorriendo trayectorias espirales, lo que afecta a una propiedad de la radiación conocida como polarización.

Los rayos gamma, al igual que la luz visible, son un tipo de onda electromagnética que puede oscilar en un plano determinado, cuya orientación se define mediante la ‘polarización’ de la onda. Cuando una partícula cargada describe una trayectoria curva a gran velocidad en el seno de un campo magnético, emite un tipo de radiación conocida como ‘sincrotrón’, que presenta un patrón de polarización muy característico. Esto es precisamente lo que el equipo de Laurent ha descubierto en los rayos gamma procedentes de Cygnus X-1.

“Hemos tenido que comparar prácticamente todas las observaciones de Cygnus X-1 realizadas por Integral para ser capaces de detectar este fenómeno”, explica Laurent.

El histórico de las observaciones realizadas a lo largo de siete años suma un total de cinco millones de segundos, lo que sería el equivalente a tomar una única imagen con un tiempo de exposición de más de dos meses. El equipo de Laurent ha combinado todas las observaciones realizadas por Integral para obtener esta exposición equivalente.

“Todavía no comprendemos exactamente cómo la materia que cae en el agujero negro termina siendo arrastrada por estos chorros; hay un gran debate entre los teóricos, pero sin duda estas observaciones les ayudarán a alcanzar un consenso”, explica Laurent.

Estos chorros de partículas se conocen desde hace tiempo gracias a las observaciones realizadas con radiotelescopios, pero la resolución de estos instrumentos no permite observar el agujero negro con el nivel de detalle necesario para determinar con precisión a qué distancia de su centro se generan. Esta limitación es lo que convierte a las observaciones realizadas por Integral en un descubrimiento sin precedentes.

“El descubrimiento de radiación polarizada en los chorros emitidos por un agujero negro es un gran avance que demuestra que Integral, la misión de la ESA encargada de observar las bandas de alta energía del espectro electromagnético, continúa generando resultados clave ocho años después de su lanzamiento”, concluye Christoph Winkler, Científico del Proyecto Integral para la ESA.




Fuente Original: Cosmo Noticias