El agujero negro, el objeto más brillante del cielo nocturno, crece cada día bajo el sol

Nuevo estudio Esta publicación de la revista Nature Astronomy describe el objeto más brillante jamás observado por los astrónomos. Es un agujero negro con una masa de 17 mil millones de soles y cada día devora más masa del sol.

Se conoce desde hace varias décadas, pero debido a que es tan brillante, los astrónomos asumieron que se trataba de una estrella cercana. Sólo observaciones recientes han revelado una distancia y luminosidad extremas.

El objeto ha sido denominado J0529-4351. Este nombre simplemente se refiere a sus coordenadas en la esfera celeste, una forma de proyectar objetos en el cielo hacia el interior de la esfera. Es un tipo de Un objeto llamado cuásar.

Inicialmente se desconocía la naturaleza física de los quásares. Pero en 1963, la luz visible de A El cuásar se llama 3C 273 Se divide en todas sus longitudes de onda (conocido como espectro). Esto demostró que se encuentra a unos 2 mil millones de años luz de distancia.

Dado lo brillante que es 3C 273 para nosotros y lo lejos que está, debería ser extremadamente luminoso, un término astronómico que se refiere a la cantidad de luz emitida por un objeto en una unidad de tiempo. La única fuente de energía conocida para una luminosidad tan intensa era a través del material que caía en un Agujero negro gigante. Por tanto, los quásares son los agujeros negros más activos del universo.

fuente de alimentación

Los agujeros negros supermasivos se encuentran a menudo en los centros de las galaxias. Como ocurre con todos los quásares, J0529-4351 funciona con material, en su mayoría hidrógeno y helio extremadamente calientes, que cae en su agujero negro desde la galaxia circundante.

Aproximadamente una vez al día la masa del Sol cae en este agujero negro. Determinar cuánto gas se puede dirigir a los centros de las galaxias para aumentar la masa de los agujeros negros es una pregunta sin respuesta en astrofísica.

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En el centro de la galaxia, el gas tiene forma de disco delgado. Las propiedades de viscosidad (resistencia al flujo de materia en el espacio) y fricción en el delgado disco ayudan a calentar el gas a decenas de miles de grados Celsius. Es lo suficientemente caliente como para brillar cuando se ve en longitudes de onda ultravioleta y visible. Es ese brillo que podemos observar desde la Tierra.

Con una masa de aproximadamente 17 mil millones de soles, J0529-4351 no es el agujero negro más masivo conocido. Hay un objeto ubicado en el centro del cúmulo de galaxias Abell 1201 El equivalente a 30 mil millones de soles.. Sin embargo, debemos tener en cuenta que debido al tiempo que tarda la luz en recorrer la gran distancia entre este objeto y la Tierra, estamos viendo esto cuando el universo tenía sólo 1.500 millones de años. Actualmente tiene unos 13.700 millones de años.

Así que este agujero negro debe haber estado creciendo o acrecentándose a este ritmo durante una gran parte de la vida del universo en el momento en que fue observado. Los autores creen que la acumulación de gas en un agujero negro se produce cerca del límite establecido por las leyes de la física. Una acreción más rápida da como resultado un disco de gas más brillante alrededor del agujero negro, lo que a su vez puede evitar que caiga más materia en él.

La historia del descubrimiento.

J0529-4351 se conoce desde hace décadas, pero a pesar de contener un disco de acreción de gas 15.000 veces más grande que nuestro sistema solar y ocupar una galaxia propia, que probablemente sea cercana al tamaño de la Vía Láctea, está muy distante. Aparece como un único punto de luz en nuestros telescopios.

Esto significa que es difícil distinguir entre los miles de millones de estrellas de nuestra galaxia. Descubrir que en realidad se trata de un agujero negro supermasivo, poderoso y distante requiere algunas técnicas más sofisticadas. Primero, los astrónomos recolectaron luz de la longitud de onda del infrarrojo medio (luz con longitudes de onda mucho más largas que las que podemos ver).

Las estrellas y los quásares se ven muy diferentes entre sí en esas longitudes de onda. Para confirmar la observación, se tomó un espectro (como se hizo para el cuásar 3C 273), usando… Telescopio de 2,3 metros de la Universidad Nacional de Australia Observatorio Siding Spring, Nueva Gales del Sur.

Al igual que con 3C 273, el espectro reveló la naturaleza del objeto y su distancia: 12 mil millones de años luz. Esto destacó lo intensamente brillante que era.

Controles detallados

A pesar de estas mediciones, es necesario realizar una serie de pruebas para confirmar la verdadera luminosidad del cuásar. En primer lugar, los astrónomos debían asegurarse de que la luz no estuviera siendo amplificada por una fuente en el cielo más cercana a la Tierra. Al igual que las lentes que se utilizan en las gafas o los binoculares, las galaxias pueden actuar como lentes. Son tan densos que pueden doblar y amplificar la luz de fuentes distantes que se alinean justo detrás de ellos.

Se utilizaron datos del satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea, que tiene mediciones muy precisas de la posición de J0529-4351, para determinar que J0529-4351 es en realidad una única fuente de luz sin lente en el cielo. Esto está respaldado por espectros más detallados capturados usando El Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT) en Chile.

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Es probable que J0529-4351 se convierta en una herramienta muy importante para el estudio futuro de los cuásares y el crecimiento de los agujeros negros. La masa de los agujeros negros es una propiedad fundamental pero muy difícil de medir directamente, ya que no existe un conjunto estándar de métricas para objetos tan absurdamente grandes y misteriosos.

Una técnica consiste en medir el efecto del agujero negro sobre el gas difuso que orbita a su alrededor en grandes nubes, denominada «región de línea ancha». Este gas se detecta en el espectro a través de amplias «líneas de emisión», que resultan de los electrones que saltan entre niveles de energía específicos en el gas ionizado.

El ancho de estas líneas está directamente relacionado con la masa del agujero negro, pero esta relación ha sido muy mal calibrada para objetos mucho más brillantes como J0529-4351. Sin embargo, debido a que es tan grande y luminoso, J0529-4351 podrá observarse mediante un nuevo instrumento montado en el VLT. Se llama Gravedad+.

Este dispositivo proporcionará una medida directa de la masa del agujero negro y calibrará las relaciones utilizadas para estimar las masas de otros objetos altamente luminosos.

Philip Wiseman trabaja en la Universidad de Southampton y recibe financiación de la Junta de Instalaciones Científicas y Tecnológicas.

/Cortesía de La Conversación. Este material de la organización/autores originales puede ser de naturaleza cronológica y está editado para mayor claridad, estilo y extensión. Mirage.News no asume posiciones corporativas ni partidos, y todas las opiniones, posiciones y conclusiones expresadas en este documento son únicamente las de los autores.

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