Observan materia desgajada por agujero negro

Comunicado de Prensa ESO PR 41/08.

El Telescopio Muy Grande de ESO y APEX se unen para estudiar las llamaradas del agujero negro central de la Vía Láctea.

Los astrónomos han utilizado simultáneamente dos telescopios para estudiar las violentas llamaradas en el agujero negro súper masivo que se encuentra en el centro de la Vía Láctea. Han detectado emisiones provenientes de esta región, conocida como Sagitario A*, que revelan material siendo estirado mientras orbita en la intensa gravedad cercana al agujero negro.

ESO PR Photo 41/08 – Vista submilimétrica e infrarroja del centro galáctico. Imagen compuesta a color de la región central de la Vía Láctea, a unos 26 000 años-luz de la Tierra. Las nubes de gas y polvo se muestran en azul detectadas por APEX en el submilimétrico (870 micrones). Los datos del infrarrojo cercano obtenidos por el proyecto 2MASS se muestran en las bandas K (rojo), H (verde) y J (azul). La región mostrada cubre unos 100 años-luz de lado. © ESO/APEX/2MASS/A. Eckart et al. ESO

El equipo de astrónomos europeos y estadounidenses utilizó el Telescopio Muy Grande (VLT) y el telescopio del Experimento Rastreador de Atacama (APEX) de ESO, ambos en Chile, para estudiar la luz proveniente de Sagitario A* en las longitudes de onda del infrarrojo cercano y submilimétricas respectivamente.

Es la primera vez que los astrónomos han capturado una llamarada con estos telescopios en forma simultánea. La ubicación de los instrumentos en el hemisferio sur proporciona el mejor lugar de observación para el estudio del centro galáctico.

“Observaciones como ésta, en un amplio espectro de longitudes de onda, son realmente la única forma de comprender qué es lo que sucede en las cercanías de un agujero negro”, dice Andreas Eckart de la universidad de Colonia, quien lideró al equipo.

Sagitario A* está localizada en el centro de nuestra Vía Láctea, a una distancia de aproximadamente 26 000 años-luz de la Tierra. Es un agujero negro súper masivo con una masa equivalente a unos cuatro millones de veces la de nuestro Sol. Se cree que la mayoría de las galaxias, si no todas, contiene un agujero negro en su centro.

“Sagitario A* es única, porque es el más cercano de esos agujeros negros monstruosos, al encontrarse en el interior de nuestra galaxia”, explica el miembro del equipo Frederick K. Baganoff del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en Cambridge, EE.UU.. “Únicamente en el caso de este objeto pueden nuestros telescopios actuales detectar estas relativamente tenues llamaradas provenientes del material que orbita justo más allá del horizonte de eventos”.

Se piensa que la emisión de Sagitario A* proviene del gas expulsado por estrellas que posteriormente orbita alrededor del agujero negro hasta caer hacia él.

	Esta serie de tres imágenes es una representación artística de una brillante “burbuja” de gas en el disco de material que rodea al agujero negro, Sagitario A*, en el centro de nuestra galaxia. A medida que gira alrededor del agujero negro, es estirada, y esta expansión causa las demoras entre las llamaradas detectadas en el infrarrojo cercano (VLT) y en el submilimétrico (APEX). © ESO/L. Calçada

La realización de las observaciones simultáneas requirió un planeamiento cuidadoso entre los equipos de los dos telescopios. Luego de varias noches de espera en dos lugares de observación, tuvieron suerte.

“En el VLT, tan pronto como apuntamos el telescopio hacia Sagitario A* vimos que había actividad, y que se volvía luminoso cada minuto. Inmediatamente tomamos el teléfono y alertamos a nuestros colegas del telescopio APEX”, dice Gunther Witzel, un estudiante de doctorado de la universidad de Colonia.

Macarena García-Marín, también de colonia, estaba esperando en APEX, donde el equipo del observatorio había hecho un esfuerzo especial para mantener al instrumento en estado de alerta. “Tan pronto como recibimos la llamada nos emocionamos y debimos trabajar en forma realmente rápida para no perder datos cruciales de Sagitario A*. Abandonamos las observaciones regulares, y pudimos llegar a tiempo para capturar las llamaradas”, explica.

Durante más de seis horas el equipo detectó una violenta emisión infrarroja variable, con cuatro grandes llamaradas en Sagitario A*. Los resultados submilimétricos también mostraron llamaradas pero, lo que resulta crucial, es que esto ocurrió aproximadamente una hora y media después de las llamaradas infrarrojas.

Los investigadores explican esta demora diciendo que probablemente fue causada por la rápida expansión, con velocidades de unos cinco millones de kilómetros por hora, de las nubes que emiten las llamaradas. Esta expansión provoca cambios en el carácter de la emisión a lo largo del tiempo, y por lo tanto la demora entre las llamaradas infrarrojas y las submilimétricas.

Aunque velocidades de 5 millones de km/h pueden parecer altas, son solamente de un 0,5% de la velocidad de la luz. Para escapar a la fuerte gravedad que reina tan cerca del agujero negro el gas debería viajar a la mitad de la velocidad de la luz (100 veces más rápido que lo detectado), y por lo tanto los investigadores creen que el gas no puede estar escapando en un chorro. En cambio, sospechan que una burbuja de gas orbitando cerca del agujero negro está siendo estirada, tal como la masa en una batidora, y que esto está causando la expansión.

La combinación simultánea de los telescopios VLT y APEX ha probado ser una forma poderosa de estudiar las llamaradas en diferentes longitudes de onda. El equipo espera que observaciones futuras les permitirá probar el modelo propuesto, y descubrir más sobre esta misteriosa región en el centro de nuestra galaxia.

NOTAS:

Sagitario A* es un objeto compacto localizado en el centro de nuestra Vía Láctea, a una distancia de unos 26 000 años-luz de la Tierra. En años recientes, las observaciones de estrellas orbitando en este intenso agarre gravitatorio ha probado convincentemente que Sagitario A* debe ser un agujero negro súper masivo, con una masa de unos cuatro millones de Soles.

El telescopio de 12 metros del Experimento Rastreador de Atacama (APEX = Atacama Pathfinder Experiment) se encuentra localizado a 5 000 metros de altitud en la meseta de Chajnantor, en el desierto chileno de Atacama. APEX es una colaboración entre el Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR), el Observatorio Espacial de Onsala (OSO) y el Observatorio Austral Europeo (ESO). El telescopio se basa en una antena prototipo construida para el proyecto ALMA. Las operaciones de APEX en Chajnantor están confiadas a ESO. Para este proyecto, los investigadores utilizaron la cámara bolométrica LABOCA adosada a APEX.

El Telescopio Muy Grande (VLT = Very Large Telescope) ubicado en el Cerro Paranal, a 2 600 metros de altitud, es el lugar principal de ESO para las observaciones en luz visible e infrarroja. El VLT está constituido por cuatro “Unidades Telescopio”, cada una de 8,2 metros de diámetro, que operan conjuntamente con una gran colección de instrumentos. Para este proyecto, los investigadores utilizaron el instrumento NACO de óptica adaptable adosado a la cuarta Unidad Telescopio, “Yepun”.

Esta investigación es presentada en un artículo realizado por Eckart et al., “Simultaneous NIR/sub-mm observation of flare emission from Sgr A*”, que aparecerá en Astronomy & Astrophysics. Está disponible on-line en http://arxiv.org/abs/0811.2753.

Los miembros del equipo internacional que llevaron a cabo esta investigación son: A. Eckart (University of Cologne, Alemania), R. Schödel (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, España), M. García-Marín (University of Cologne, Alemania), G. Witzel (University of Cologne, Alemania), A. Weiss (MPIfR, Alemania), F. K. Baganoff (MIT, EE.UU.), M. R. Morris (University of California, EE.UU.), T. Bertram (University of Cologne, Alemania), M. Dovčiak (Astronomical Institute of the Academy of Sciences, República Checa), D. Downes (IRAM, Francia), W.J. Duschl (Christian-Albrechts-Universität, Alemania), V. Karas (Astronomical Institute of the Academy of Sciences, República Checa), S. König (University of Cologne, Alemania), T. P. Krichbaum (MPIfR, Alemania), M. Krips (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, EE.UU.), D. Kunneriath (University of Cologne, Alemania), R.-S. Lu (MPIfR, Alemania), S. Markoff (Astronomical Institute 'Anton Pannekoek', Holanda), J. Mauerhan (University of California, EE.UU.), L. Meyer (University of California, EE.UU.), J. Moultaka (LATT, Francia), K. Mužić (University of Cologne, Alemania), F. Najarro (Centro de Astro Biología, Madrid, España), J.-U. Pott (University of California, EE.UU.), K. F. Schuster (IRAM, Francia), L. O. Sjouwerman (NRAO, EE.UU.), C. Straubmeier (University of Cologne, Alemania), C. Thum (IRAM, Francia), S. Vogel (University of Maryland, EE.UU.), H. Wiesemeyer (IRAM, España), M. Zamaninasab (University of Cologne, Alemania), J. A. Zensus (MPIfR, Alemania

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VLT de ESO en Paranal, Chile. © ESO

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Artículo original: ESO Press Release 41/08.
Título: “Astronomers detect matter torn apart by black hole”
Fecha: Noviembre 18, 2008
Enlace con el artículo original: aquí
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