Pictor A: explosión de agujero negro en una galaxia muy, muy lejos

•Un gigante chorro que atraviesan continuamente por más de 300.000 años luz es visto, el chorro fuera de la galaxia Pictor A.

•Un nuevo compuesto la imagen muestra este chorro de rayos x (azul) y las ondas de radio (rojo).

•En adición al surtidor principal, existe evidencia de un chorro moviéndose en la dirección opuesta.

•Chandra observaciones, en varias ocasiones durante un período de 15 años proporcionan nuevos detalles de este impresionante sistema.

La franquicia de Star Wars ha sido ficticia "estrella de la muerte," que puede disparar potentes haces de radiación a través del espacio. El universo, sin embargo, produce fenómenos que a menudo sobrepasan lo que la ciencia ficción puede conjurar.

La galaxia de Pictor A es un objeto impresionante. Esta galaxia, situada a casi 500 millones años luz de la Tierra, contiene un agujero negro supermasivo en su centro. Una gran cantidad de energía gravitatoria se publica como material remolinos hacia el horizonte de sucesos, el punto de no retorno para el material infalling. Esta energía produce una enorme viga o chorro de partículas viajando a casi la velocidad de la luz en el espacio intergaláctico.

Nota sobre distancias cósmicas

En astronomía, las distancias se miden en unidades de años luz, donde un año luz es la distancia que la luz viaja en un año — 10 trillones de kilómetros. Por razones históricas que tienen que ver con medir distancias a estrellas cercanas, astrónomos profesionales utilizan la unidad de parsecs, un parsec es igual a 3,26 años luz.

Los astrónomos calculan la distancia a galaxias remotas (las que son más de 20 millones de años luz de distancia) con la ley de Hubble. Según la ley de Hubble, el universo se expande de tal manera que las galaxias distantes se están alejando una de la otra con una velocidad que es proporcional a su distancia. La recesión hace que la radiación de una galaxia a longitudes de onda más larga, el color de la luz cambia a rojo. De una medición de la cambio roja y de la constante de proporcionalidad, llamada constante de Hubble, los astrónomos pueden determinar la distancia a una galaxia.

Uno de los problemas centrales de la astronomía moderna es determinar con precisión la constante de Hubble, que es una medida de la tasa de expansión del universo. En la actualidad se conoce con una precisión de alrededor del 20%, por lo que generalmente modificar distancias diciendo "unos 100 millones de años luz," por ejemplo. Asumimos en el álbum de fotos un valor de la constante de Hubble que corresponde a una velocidad de recesión de 600 kilómetros por segundo para una fuente a una distancia de 30 millones de años luz o pársecs 10 millones (H0 = 60 km/s/Mpc).

Ley de Hubble: Fuente WikipediA

La ley de Hubble es una ley de la fìsica que establece que el corrimiento al rojo de una galaxia es proporcional a la distancia a la que está.^[1] Se considera la primera evidencia observacional del paradigma de la expansión del universo y actualmente sirve como una de las piezas más citadas como prueba de soporte de la Gran Explosión (Big Bang).

Según esta ley, una medida de la inercia de la expansión del universo viene dada por la constante de Hubble. A partir de esta relación observacional se puede inferir que las galaxias se alejan unas de otras a una velocidad proporcional a su distancia, relación más general que se conoce como relación velocidad-distancia y que a veces se confunde con la ley de Hubble.

 Tampoco hay que malinterpretar la relación velocidad-distancia. No consiste en que cuanto más lejos esté una galaxia más rápido se aleja de nosotros. Según esto, al alejarse la galaxia ésta iría aumentando de velocidad pues está más lejos que antes. No es así. La relación velocidad-distancia, derivada de la ley de Hubble, dice que cuanto más lejos está ahora una galaxia más rápido se aleja ahora de nosotros. Aunque todas las galaxias fueran reduciendo paulatinamente su velocidad de alejamiento (actualmente parece que ocurre todo lo contrario) se seguiría cumpliendo que la velocidad de una galaxia lejana es mayor que la de una cercana, manteniendo siempre una proporcionalidad velocidad-distancia.

La ley de Hubble dice que en cada momento de la historia del universo hay una proporcionalidad entre el corrimiento al rojo y distancia (consecuentemente también entre velocidad y distancia) pero no dice, en sí misma, cómo evoluciona el universo. No dice si la expansión se acelera, se frena o si permanece constante. Los cálculos más recientes de la constante, utilizando los datos del satélite WMAP, empezaron en 2003, permitieron dar el valor de 71 ± 4(km/s)/Mpc para esta constante. En 2006 los nuevos datos aportados por este satélite dieron el valor de 70 (km/s)/Mpc, +2.4/-3.2. Según estos valores, el universo tiene una edad próxima a los 14.000 millones de años. En agosto de 2006, una medida menos precisa se obtuvo de manera independiente utilizando datos del Observatorio de rayos X Chandra orbital de la NASA: 77 ± 15%(km/s)/Mpc.^[2]
1 Mpc (1 Megaparsec) = 3,26 millones de años luz.
Actualmente, una galaxia situada a una distancia de 3,26 millones de años luz se alejaría de nosotros a una velocidad de unos 70 km/s (ignorando los movimientos propios peculiares de las galaxias provocados por la gravedad de otras galaxias dentro de su cúmulo y su supercúmulo).
Constante de Hubble: Fuente WikipidiA

La constante de Hubble es la constante de proporcionalidad que aparece en la forma matemática de la ley de Hubble. Si bien en la formulación original, dicho parámetro aparecía como un número de valor fijo, los modelos cosmológicos relativistas en los que se basa el Big Bang sugerían que el parámetro de Hubble no era realmente una constante sino un parámetro que variaba lentamente con el tiempo, por eso modernamente muchos autores se refieren a la "constante de Hubble" más propiamente como el parámetro de Hubble.
Mediante las ecuaciones de la teoría de la relatividad general especializadas a los modelos de expansión métrica del espacio con métrica de métrica FLRW se puede probar que la edad del universo está relacionada con la constante de Hubble y también el radio del universo observable (si se conoce la edad del universo).

VARIACIÓN TEMPORAL

El valor del parámetro de Hubble cambia con el tiempo aumentando o disminuyendo dependiendo del signo del parámetro de deceleración , que viene definido por:

Podemos definir la "edad de Hubble" (también conocido como el "tiempo de Hubble" o el "periodo de Hubble") del universo como 1/H₀, o 978.000 millones de años/[H₀/(km/s/Mpc)]. La edad de Hubble es de 14.000 millones de años para H₀=70 km/s/Mpc, o 13800 millones de años para H₀=71 km/s/Mpc. La distancia a una galaxia es aproximadamente zc/H₀ para pequeños desplazamientos al rojo z y expresando c como 1 año luz por año, esta distancia puede expresarse simplemente como z veces 13800 millones de años luz.
Durante mucho tiempo se pensó que q era positiva, indicando que la expansión se estaba ralentizando debido a la atracción gravitacional. Esto implicaría una edad del universo menor que 1/H (que es de unos 14.000 millones de años). Por ejemplo, un valor de q de 1/2 (considerado por muchos teóricos) daría una edad del universo de 2/(3H). El descubrimiento en 1998 que q es aparentemente negativo significa que el universo podría realmente ser más viejo que 1/H. De hecho, las estimaciones de la edad del universo están, precisamente, muy cercanas a 1/H.

Nota Quelonia: Pido disculpas si me sobrepaso en el texto, pero, muchas veces en estas páginas leemos COSTANTE DE HUBLE - LEY DE HUBBLE. Y imagino que para muchos es Chino básico...jiji!!!.

Bueno, la cuestión es que este blog pretende ser un blog de servicio y uno de ellos es refrescar, cada tanto algunas cosas... Espero como siempre que sea de su agrado. Rogelio

Para obtener imágenes de este jet, los científicos usaron el Observatorio de rayos x Chandra de la NASA en varias ocasiones en más de 15 años. Datos de rayos x de Chandra (azul) se han combinado con los datos de la radio de (rojo) en esta nueva imagen compuesta conjunto compacto de telescopio de Australia.

Al estudiar los detalles de la estructura vista en rayos x y ondas de radio, los científicos buscan ganar una comprensión más profunda de estas enormes explosiones colimadas.

El jet [el derecho] en Pictor A es el que está más cerca de nosotros. Muestra continua emisión de rayos x a una distancia de 300.000 años luz. En comparación, toda la Vía Láctea es aproximadamente 100.000 años luz de diámetro. Debido a su proximidad relativa y habilidad de Chandra para hacer imágenes detalladas de rayos x, los científicos pueden ver características detalladas en el jet y probar ideas de cómo se produce la emisión de rayos x.

Además de lo del jet prominente visto apuntando a la derecha en la imagen, los investigadores informan evidencia de otro chorro apuntando en la dirección opuesta, conocida como "counterjet". Mientras que la evidencia tentativa de este counterjet se había divulgado previamente, estos nuevos datos del Chandra confirman su existencia. El malestar relativo de la counterjet en comparación con el jet es probablemente debido al movimiento de la counterjet de la línea de la vista a la Tierra.

 

La marcada imagen muestra la ubicación del agujero negro supermasivo, el jet y el counterjet. Etiquetado también es un "lóbulo de radio" donde el jet está empujando en el gas circundante y un "hotspot", causada por ondas de choque - similar a sonic booms de un avión supersónico - cerca de la punta del chorro.

 

Las propiedades detalladas de los jet y counterjet observado con Chandra muestran que su emisión de rayos x probablemente proviene de espiral alrededor de las líneas de campo magnético, un proceso llamado emisión de sincrotrón de electrones. En este caso, los electrones deben continuamente y volver a acelerarse mientras se mueven hacia fuera a lo largo del jet. Cómo esto ocurre no se entiende bien

 

Los investigadores descartar un mecanismo diferente para producir la emisión de rayos x del jet. En ese escenario, electrones volando lejos del agujero negro en el jet en la velocidad de la luz se mueven a través del mar de la radiación cósmica de fondo (CMB) que queda de la caliente fase temprana del universo después del Big Bang. Cuando un electrón rápidos choca con uno de estos fotones del CMB, puede incrementar la energía del fotón en la banda de rayos x.

El brillo de rayos x del chorro depende de la potencia en el haz de electrones y la intensidad de la radiación de fondo. El brillo relativo de los rayos x provenientes de la jet y counterjet en Pictor A no coincide con lo que se espera en este proceso que involucra el CMB y eliminar con eficacia la fuente de la producción de rayos x en el jet.

Un artículo que describe estos resultados será publicado en los avisos mensuales de la sociedad astronómica real y está disponible en línea. Los autores son Martin Hardcastle por la Universidad de Hertfordshire en el Reino Unido, Emil Lenc de la Universidad de Sydney en Australia, Mark Birkinshaw de la Universidad de Bristol en el Reino Unido, Judith Croston de la Universidad de Southampton en el Reino Unido, Joanna Goodger de la Universidad de Hertfordshire, Marshall Herman de la Massachusetts Institute of Technology en Cambridge, MA, Eric Perlman en el Florida Institute of Technology , Aneta Siemiginowska desde del centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica en Cambridge, MA, Lukasz Stawarz de Universidad de Jagiellonian en Polonia y Diana Worrall de la Universidad de Bristol.

Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la dirección de misiones de ciencia de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, controla las operaciones de la ciencia y el vuelo de Chandra.

 

Credit	X-ray: NASA/CXC/Univ of Hertfordshire/M.Hardcastle et al., Radio: CSIRO/ATNF/ATCA
Release Date	February 2, 2016

Traducción y nota: El Quelonio Volador