El arrítmico latido del corazón de un agujero negro

En el centro del racimo de la galaxia Centaurus, hay una gran Galaxia elíptica llamada NGC 4696. Más profundo todavía, hay un super masivo agujero negro enterrado dentro del núcleo de esta galaxia.

Nuevos datos del Observatorio de rayos x Chandra de la NASA y otros telescopios ha revelado detalles acerca de este agujero negro gigante, ubicada unos 145 millones años luz de la Tierra. Aunque el calabozo en sí mismo no se detecta, los astrónomos están aprendiendo sobre el impacto que tiene sobre la galaxia que habita y el racimo más grande alrededor de él.

En cierto modo, este agujero negro se asemeja a un corazón que late esa sangre de bombas hacia fuera en el cuerpo a través de las arterias. Asimismo, un agujero negro puede inyectar material y energía en su galaxia anfitriona y más allá.

Examinando los detalles de los datos de rayos x de Chandra, los científicos han encontrado evidencia de repetidas ráfagas de partículas energéticas en chorros generados por el agujero negro super masivo en el centro de NGC 4696. Estas ráfagas de crean grandes cavidades en el gas caliente que llena el espacio entre las galaxias en el cúmulo. Las explosiones también crean ondas de choque, similar a los auges sonic producidos por aeroplanos de alta velocidad, que decenas de miles de años luz de viaje en el clúster.

Esta imagen compuesta contiene datos de rayos x de Chandra (rojo) que revela el gas caliente en el cluster y los datos de radio de la NSF Karl G. Jansky Very Large Array (azul) que se muestra partículas de alta energía producidas por los chorros de agujeros negros. Datos de luz visibles del telescopio espacial Hubble (verde) muestran galaxias en el racimo, así como galaxias y estrellas fuera del clúster.

Los astrónomos emplean tratamiento especial a los datos de rayos x destacando nueve cavidades visibles en el gas caliente. Estas cavidades están marcadas A través de una imagen adicional, y la ubicación del agujero negro está marcada con una cruz. Las cavidades que forman más recientemente están ubicadas más cerca del agujero negro, en particular los etiquetaron A y B.

Los investigadores estiman que estas ráfagas del agujero negro, o "beats", han ocurrido cada cinco a 10 millones de años. Además de las escalas de tiempo muy diferentes, estos ritmos difieren también típico de los corazones humanos en no que ocurren a intervalos particularmente regulares.

Un tipo diferente de tratamiento de la radiografía los datos revelan una secuencia de curvas y aproximadamente equidistantes características en el gas caliente. Estos pueden ser causados por las ondas de sonido generadas por explosiones repetidas del agujero negro. En un racimo de la galaxia, el gas caliente que llena las ondas de sonido permite al grupo – aunque en frecuencias muy bajas para el ser humano escucha para detectar – a propagar.

Las características de la agrupación Centaurus son similares a las ondas en el cúmulo de galaxias de Perseo. El tono del sonido en Centaurus es extremadamente profundo, correspondiente a un octavas aproximadamente 56 sonido discordante por debajo de las notas cerca de C. medio Esto corresponde a un tono ligeramente más alto (por cerca de una octava) que el sonido en Perseus. Explicaciones alternativas para estas curvas características incluyen los efectos de turbulencia o campos magnéticos.

Las explosiones de agujeros negros también parecen que han levantado con gas que se ha enriquecido en elementos generados en explosiones de supernova. Los autores del estudio de la agrupación Centaurus crean un mapa que muestra la densidad de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Los colores más brillantes en el mapa muestran las regiones con mayor densidad de elementos pesados y los colores más oscuros muestran las regiones con menor densidad de elementos pesados. Por lo tanto, las regiones con mayor densidad de elementos pesados se encuentran a la derecha del agujero negro. Una menor densidad de elementos pesados cerca del agujero negro es consistente con la idea de que enriquecido gas se ha levantado fuera del centro del clúster por estallido de actividad asociada con el agujero negro. La energía producida por el agujero negro también es capaz de prevenir la enorme reserva de gas caliente de la refrigeración. Esto ha impedido que gran número de estrellas se están formando en el gas.

Un artículo que describe estos resultados fue publicado en la edición del 21 de marzo de 2016 de los avisos mensuales de la sociedad astronómica real y está disponible en línea. El primer autor es Jeremy Sanders del Instituto Max Planck para física extraterrestre en Garching, Alemania.

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.

Last Updated: April 19, 2017

Editor: Lee Mohon

Traducción: El Quelonio Volador