El Hubble descubre la galaxia más lejana jamás vista

Los astrónomos han llevado al Hubble hasta sus límites al encontrar lo que sea probablemente el objeto más distante jamás observado en el Universo. La luz del objeto viajó 13,2 mil millones de años hasta llegar al Hubble, aproximadamente unos 150 millones de años más que el objeto más antiguo observado anteriormente. La edad del Universo es de aproximadamente unos 13,7 mil millones de años.

Arriba: Imagen detallada del objeto observado por el Hubble. Crédito: NASA, ESA, G. Illingworth (Universidad de California, Santa Cruz), R. Bouwens (Universidad de California, Santa Cruz, y Universidad de Leiden), y el Equipo HUDF09.

El pequeño y ténue objeto es una galaxia compacta de estrellas azules que existió unos 480 millones de años después del Big Bang. Se necesitarían más de 100 de esas mini-galaxias para formar nuestra Vía Láctea. La investigación ofrece sorprendente evidencia de que la tasa de nacimiento estelar en el Universo inicial creció dramáticamente, aumentando por cerca de un factor de 10 desde 480 millones de años a 650 millones de años después del Big Bang.

Los astrónomos no saben con exactitud cuándo aparecieron las primeras estrellas en el Universo, pero cada paso más lejos de la Tierra los ayuda a comprender los procesos tempranos cuando las estrellas y galaxias comenzaban a surgir después del Big Bang.

La observación fue realizada con la Cámara de Campo Amplio 3 comenzando justo algunos meses después de que fuera instalada en el observatorio en mayo de 2009, durante la última misión de servicio al Hubble provista por el transbordador espacial. Después de más de un año de observaciones detalladas y análisis, el objeto fue positivamente identificado en los datos de Campo Infrarrojo Ultraprofundo de la cámara del Hubble tomados hacia finales de los veranos (boreal) de 2009 y 2010.

El objeto aparece como un punto débil de luz estelar en las exposiciones del Hubble. Es muy joven y demasiado pequeño para tener la forma familiar de espiral que es característica de las galaxias en el Universo local. Aunque sus estrellas individuales no pueden ser discernidas por el Hubble, la evidencia sugiere que se trata de una galaxia compacta de estrellas calientes formadas más de 100 a 200 millones de años más temprano a partir del gas atrapado en un glóbulo de materia oscura.

Arriba: Video con comentarios sobre el descubrimiento del Hubble. Crédito: NASA Television.

La proto-galaxia sólo es visible en las longitudes de onda infrarrojas más largas observables por el Hubble. Las observaciones en tiempos anteriores, cuando las primeras estrellas y galaxias se estaban formando, requerirán del sucesor del Hubble, el Telescopio Espacial James Webb (JWST).

La hipótesis del crecimiento jerarquizado de galaxias -desde pequeñas acumulaciones a majestuosas espirales y elipses- no se hizo evidente hasta las exposiciones de campo profundo del Hubble. Los primeros 500 millones de años de la existencia del Universo es el capítulo que falta en el crecimiento jerarquizado de las galaxias. No está claro cómo el Universo agrupó estructuras a partir de la bola de fuego oscureciente y en enfriamiento del Big Bang.

Más información:
Artículo en el sitio de la NASA

Fuente: NASA.

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No existe una relación directa entre agujeros negros y materia oscura

Se hallaron agujeros masivos en los centros de casi todas las galaxias, donde las galaxias más grandes -que son también las que están sumergidas en los más grandes halos de materia oscura- albergan los agujeros negros más masivos. Esto llevó a la especulación de que hay una relación directa entre la materia oscura y los agujeros negros.

Izquierda: Galaxia del Sombrero (M 104 o NGC 4594), es un ejemplo de galaxia con bulbo. Contiene un agujero negro con una masa equivalente a mil millones de Soles, de acuerdo a mediciones de Kormendy y Bender en 1996. Crédito: ESO.

Científicos del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre, la Universidad del Observatorio de Múnich y la Universidad de Texas en Austin ahora han realizado un estudio extensivo de galaxias para demostrar que la masa de los agujeros negros no está directamente relacionada con la masa del halo de materia oscura sino que parece estar determinado por la formación del bulbo galáctico.

Las galaxias como nuestra Vía Láctea, consisten de miles de millones de estrellas, además de grandes cantidades de gas y polvo. La mayor parte es observada en diferentes longitudes de onda, desde radio e infrarrojo para objetos más fríos a óptico y rayos-X para las partes que han sido calentadas a altas temperaturas.

Sin embargo, también hay dos componentes importantes que no emiten ninguna luz y sólo pueden ser detectados a partir de su efecto gravitacional.

Todas las galaxias están inmersas en halos de materia oscura, la cual se extiende más allá del borde visible de la galaxia y domina su masa total. Este componente no puede ser observado directamente, sino a través de mediciones de sus efectos en el movimiento de las estrellas, gas y polvo.

La naturaleza de esta materia oscura es aún desconocida, pero los científicos creen que está formada de partículas caóticas diferentes a la materia normal (bariónica), de la cual, nosotros, la Tierra, el Sol y las estrellas estamos hechos.

El otro componente invisible en una galaxia es el agujero negro supermasivo en su centro. Nuestra propia Vía Láctea alberga un agujero negro, que es cerca de cuatro millones de veces más denso que nuestro Sol.

Estos objetos, o incluso más grandes, fueron hallados en todas las galaxias luminosas con bulbos centrales donde la búsqueda directa es posible; se cree que la mayor parte, y probablemente todas las galaxias con bulbos, contienen un agujero negro central. Sin embargo, este componente no puede ser observado directamente, la masa del agujero negro sólo puede ser inferida a partir de su interacción gravitatoria, modificando el movimiento de las estrellas cercanas a él.

En 2002, se especulaba que existiría una correlación estrecha entre la masa del agujero negro y las velocidades de rotación centrífuga de los discos galácticos, el cual es dominado por el halo de materia oscura, sugiriendo que la física desconocida de materia oscura caótica de alguna manera controla el crecimiento de los agujeros negros.

Por otro lado, ya se había demostrado algunos años antes que la masa del agujero negro está bien correlacionada con la masa del bulbo galáctico o luminosidad. Ya que las galaxias más grandes en general también contienen bulbos más grandes, no quedó claro qué correlación es la que prevalece en el crecimiento de los agujeros negros.

Para demostrar esta idea, los astrónomos John Kormendy de la Universidad de Texas y Ralf Bender del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre y la Universidad del Observatorio de Múnich llevaron a cabo observaciones espectrales de alta calidad de muchos discos, bulbos y pseudo-bulbos galácticos.

La exactitud aumentada de los parámetros de dinámica galáctica resultantes los llevó a la conclusión de que casi no existe correlación entre la materia oscura y los agujeros negros.

Al estudiar galaxias inmersas en halos masivos de materia oscura con grandes velocidades de rotación, pero bulbos pequeños o sin ellos, John Kormendy y Ralf Bender trataron de responder esta pregunta.

De hecho encontraron que las galaxias sin bulbo -incluso si estaban inmersas en halos masivos de materia oscura- en el mejor de los casos pueden contener agujeros negros de muy baja masa. Así, pudieron demostrar que el crecimiento de agujeros negros está principalmente conectado a la formación de bulbos galácticos y no a la materia oscura.

"Es difícil concebir cómo la materia oscura de baja densidad no baríonica, ampliamente distribuida puede influir en el crecimiento de un agujero negro en un volúmen muy pequeño en lo profundo de una galaxia," dijo Ralf Bender del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre y la Universidad del Observatorio de Múnich.

John Kormendy agregó: "Parece mucho más plausible que los agujeros negros crezcan a partir del gas en su vecindario, primeramente cuando las galaxias se están formando."

En el caso aceptado de formación de estructura, las fusiones de galaxias ocurren frecuentemente, lo cual altera los discos, permite que el gas caiga en el centro y así inicie una explosión de nacimientos estelares y alimente agujeros negros. Las observaciones llevadas a cabo por Kormendy y Bender indican que este debe ser de hecho el proceso dominante en la formación y crecimiento de agujeros negros.

Más información:
Artículo en Astronomy.com

Fuente: Astronomy.com

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El halo de M81 arroja evidencia sobre la formación de galaxias

M81 es una de las galaxias más grandes del Grupo M81, formado por 34 galaxias ubicadas hacia la constelación de la Osa Mayor. A 11,7 millones de años luz de la Tierra, es uno de los grupos más cercanos al Grupo Local, el grupo de galaxias que incluye a la Vía Láctea.

Izquierda: Galaxia M81. Crédito: Giovanni Benintende.

Gracias a su proximidad y similitud a la Vía Láctea, M81 provee un excelente laboratorio para probar modelos de formación galáctica.

El modelo más prominente de estos modelos predice que las galaxias son formadas de la fusión y acreción de muchas galaxias más pequeñas que orbitan dentro de su esfera de influencia gravitacional. Este crecimiento caótico de base deja detrás un halo de estrellas alrededor de espirales masivas como la Vía Láctea. La pregunta reside en si la estructura extendida de M81, posiblemente su halo, apoya esta visión.

El Telescopio Subaru ha provisto de los datos para abordar esta cuestión. El enorme poder de recolección de luz del espejo primario de 8,2 metros de diámetro y el amplio campo de visión de su cámara permitió que el telescopio proveyera evidencia de un componente débil y estructuralmente extendido más allá del disco óptico brillante de M81.

El telescopio investigó en una zona de más de cien veces más oscura que el cielo nocturno e imperceptible a simple vista. El telescopio detectó estrellas individuales y recogió lo suficiente de ellas para identificar el componente extendido de M81 y analizar sus propiedades físicas.

Los resultados desafían la clasifición exacta de la estrucutura extendida como un halo. Aunque la distribución espacial de sus estrellas se asemeja al halo de la Vía Láctea el halo de M81 difiere del de nuestra galaxia en otros aspectos.

Las mediciones de la luz total de todas sus estrellas y el análisis de sus colores señalan a estimaciones de que la estructura extendida de M81 podría ser varias veces más brillante y contener más materiales procesados, cerca del doble de la masa en forma de metales (elementos más pesados que el helio), que en el halo de la Vía Láctea.

Estas diferencias arrojan algunas preguntas fascinantes. ¿Se debe expandir la definición de un halo? ¿Esta estructura tiene una historia de formación muy diferente a la del halo de la Vía Láctea? ¿Surgieron estas diferencias porque M81 devoró más o diferentes tipos de pequeñas galaxias en el pasado que nuestra Vía Láctea?

Más allá de las respuestas a estas preguntas, los resultados de esta investigación contribuyen a la creciente evidencia de que las estructuras externas de galaxias aparentemente similares son mucho más importantes y complejas de lo que creían los astrónomos.

Más información:
Artículo en el Observatorio Nacional Astronómico de Japón (Telescopio Subaru)

Fuente: Observatorio Nacional Astronómico de Japón.

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El Telescopio Hubble obtiene una nueva imagen de la inusual galaxia M66

El Telescopio Espacial Hubble ha obtenido una nueva imagen de la principal galaxia del Triplete de Leo. La misma posee una inusual anatomía: muestra brazos en espiral asimétricos y un núcleo aparentemente fuera de lugar.

La peculiar anatomía probablemente es causada por la atracción gravitacional de los otros dos miembros del trío.

Izquierda: La galaxia M66 del Triplete de Leo, capturada por el Hubble. Crédito: NASA, ESA y Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Colaboración de Hubble. Reconocimientos: Davide De Martin y Robert Gendler.

Esta inusual galaxia en espiral, Messier 66, está ubicada a una distancia de unos 35 millones de años luz en la constelación de Leo. Junto con Messier 65 y NGC 3628, Messier 66 es un tercio del Triplete de Leo, un trío de galaxias en espiral que interactúan entre sí, y que forman parte del mayor Grupo Messier 66. M66 tiene un tamaño de 100.000 años luz de ancho.

Su asimetría es inusual. Por lo general, las densas ondas de gas, polvo y estrellas recién nacidas se ubican alrededor del centro de la galaxia en forma simétrica. Los astrónomos creen que la forma ordenada en el pasado de M66 fue distorsionada por la atracción gravitacional de sus dos vecinos.

La imagen de M66 tomada por el Hubble fue realizada con la Cámara Avanzada para Inspecciones.

Los cúmulos estelares -ubicados en las regiones azules y rosadas de la imagen- son herramientas claves para los astrónomos, ya que son empleados como indicadores de cómo se formaron las galaxias anfitrionas.

M66 goza de un récord extraordinario de explosiones de supernovas. La galaxia de espiral ha albergado tres supernovas desde 1989, la última ocurrió en 2009.

Más información:
Artículo en el sitio del Telescopio Espacial
Información sobre el Triplete de Leo

Fuente: Spacetelescope.org

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Los agujeros negros pueden modificar el aspecto de sus galaxias

El equipo del Observatorio de Rayos-X Chandra dio a conocer una imagen compuesta de NGC 1068, una de las galaxias más cercanas y más brillantes que contiene una agujero negro supermasivo que crece rápidamente. Los datos de rayos-X de del Observatorio de Rayos-X Chandra aparecen en color rojo, los datos ópticos del Telescopio Espacial Hubble están en color verde y los datos de radio del Dispositivo Muy Grande, en azul. La estructura espiralada de NGC 1068 se puede ver en los datos de rayos-X y ópticos, mientras que los datos de radio muestran un chorro proveniente del agujero negro supermasivo central.

Arriba: Imagen compuesta de NGC 1068. Crédito: Rayos-X (NASA/CXC/MIT/C.Canizares, D.Evans, entre otros), Óptico (NASA/STScI), Radio (NSF/NRAO/VLA).

Las imágenes de rayos-X y espectros obtenidos por Chandra, muestran que un viento intenso se aleja del centro de NGC 1068 a una velocidad cercana a 1,6 millones de kilómetros por hora. Este viento probablemente es generado cuando el gas que se encuentra alrededor es acelerado y calentado a medida que gira en espiral hacia el agujero negro. Una parte del gas es empujado hacia el interior del agujero negro, mientras que otra parte es alejada. Los rayos-X de alta energía producidos por el gas cerca del agujero negro calientan el gas que se escapa, haciendo que éste brille a energías de rayos-X inferiores.

Este estudio de Chandra es mucho más profundo que observaciones de rayos-X anteriores. El mismo les permitió a los científicos realizar un mapa de alta definición del volúmen con forma de cono calentado por el agujero negro y sus vientos, y hacer mediciones precidas de cómo varía la velocidad del viento a lo largo del cono. Al usar estos datos se ve que cada año varias veces la masa del Sol es depositada a distancias enormes de cerca de 3.000 años luz desde el agujero negro. El viento probablemente lleve energía suficiente como para calentar el gas que se encuentra cerca e impedir la formación de estrellas.

Estos resultados ayudan a explicar cómo un agujero negro puede alterar la evolución de su galaxia anfitriona. Por mucho tiempo se ha sospechado que el material expulsado desde un agujero negro puede afectar su medio ambiente, pero una pregunta clave ha sido si ese material expulsado contiene la energía suficiente para producir un efecto importante.

Arriba: Animación sobre el cambio de espectro de rayos-X y animación de Chandra. Crédito: NASA TV.

NGC 1068 está ubicada a unos 50 millones de años luz desde la Tierra y contiene un agujero negro supermasivo con un tamaño que equivale a dos veces el agujero negro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Más información:
Sitio oficial de la Misión Chandra

Fuente: NASA.

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Chandra descubre el origen de las explosiones de supernovas de Tipo Ia

Esta imagen compuesta de M31 (también conocida como galaxia de Andrómeda) muestra los datos de rayos-X recogidos por el Observatorio de Rayos-X Chandra de la NASA (en color dorado), datos ópticos de la Inspección Digitalizada del Cielo (celeste) y los datos infrarrojos provenientes del Telescopio Espacial Spitzer (rojo). Los datos de Chandra sólo cubren la región central de M31 que se aprecia en el recuadro de la imagen.

Izquierda: Impagen compuesta de la galaxia de Andrómeda. Crédito: Rayos-X (NASA/CXC/MPA/M.Gilfanov y A.Bogdan), Infrarrojo (NASA/JPL-Caltech/SSC), Óptico (DSS).

Los nuevos resultados muestran que la imagen de Chandra sería cerca de 40 veces más brillante de lo observado si la supernova de Tippo Ia (pronúnciece Tipo uno a) en el centro de la galaxia estuviera impulsada por el material de una estrella en decadencia y que esté convirtiéndose en una enana blanca.

Esto implica que la fusión de dos enanas blancas es el principal disparador de supernovas de Tipo Ia para el área observada por Chandra. Se hallaron similares resultados en cinco galaxias elípticas.

Estos hallazgos representan un avance importante en la comprensión del origen de supernovas de Tipo Ia, explosiones que son utilizadas como marcadores cósmicos para medir la expansión acelerada del Universo y estudiar la energía oscura. La mayoría de los científicos están de acuerdo en que una supernova de Tipo Ia ocurre cuando una enana blanca -el remanente colapsado de una estrella- excede su peso límite, entra en una fase inestable y explota. Sin embargo, existe una incertidumbre respecto a qué impulsa a la enana blanca hasta el límite, ya sea acreción en la enana blanca o una fusión entre dos enanas blancas.

Arriba: Informe sobre la observación de galaxia de Andrómeda (M31) realizada por Chandra. Crédito: NASA TV.

Una supernova de Tipo Ia causada por material en acreción produce una emisión de rayos-X significativa antes de la explosión. Una supernova resultante de la fusión de dos enanas blancas (véase el video de arriba), por el contrario, crearía una emisión mucho menor. Los científicos usaron la diferencia para decidir entre estos dos casos al examinar los nuevos datos de Chandra.

Una tercera y menos probable posibilidad es que la explosión de supernova es disparada, en el caso de acreción, antes de que la enana blanca alcance el límite de masa esperado. En este caso, la emisión de rayos-X detectada sería mucho menor que la esperada para el caso de acreción. Sin embargo, las simulaciones de este tipo de explosiones no concuerdan con las propiedades observadas en las supernovas de Tipo Ia.

Más información:
Artículo en el sitio oficial de Chandra

Fuente: NASA/JPL-Caltech/SSC.

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Nuevo estudio revela que la formación de estrellas ha disminuido

Astrónomos de la Universidad de Arizona (UA) han ayudado a resolver un misterio alrededor del nacimiento de las estrellas en galaxias.

"Sabíamos por más de una década que en el Universo temprano -de 3 a 5 mil millones de años después del Big Bang, o hace 9 a 11 mil millones de años- las galaxias creaban nuevas estrellas a una tasa mucho más rápida que hoy en día," dijo Michael Cooper, del Observatorio Stweard de la UA.

Arriba: La galaxia EGS 1305123 vista a través del Telescopio Espacial Hubble en luz visible (izquierda) no revela ningún indicio de formación estelar. Sin embargo, al usar una combinación de emisión de radio y longitudes infrarrojas, se aprecia un disco masivo y en rotación con un diámetro de 60.000 años luz (derecha). El disco contiene la materia prima necesaria para la formación de estrellas. Crédito: Universidad de Arizona, Tucson.

"Lo que no sabíamos es si esto era porque de alguna manera formaban estrellas más eficientemente o porque había más materia prima -gas molecular y polo- disponible," dijo Benjamin Weiner, un asistente de astronomía en el Obsevatorio Steward.

Comparado a una galaxia promedio de hoy día, que produce estrellas a una tasa similar a diez veces la masa de nuestro Sol por año, la tasa de formación en esas mismas galaxias parece haber sido hasta diez veces más alta cuando eran más jóvenes.

La comunidad científica trató de encontrar una respuesta pero la tecnología disponible sólo podía realizar una inspección en objetos que puedan ser detectados por esos instrumentos. Cooper y sus colegas tuvieron la oportunidad de emplear instrumentos más sensibles y refinaron los métodos de investigación para investigar una mayor cantidad de galaxias.

Las nuevas estrellas se forman a partir de vastas cantidades de gas frío y polvo que constituyen gran parte de una galaxia. Debido a que la materia prima para la formación de estrellas no es fácilmente detectable y los datos sobre su distribución son escasos y difíciles de obtener, los investigadores tenían, hasta el día de hoy, el problema de determinar cualquiera de dos posibilidades: ¿las galaxias típicas contienen aún cantidades suficientes de los ingredientes necesarios para la formación de estrellas, pero que por alguna razón su eficiencia en hacer estrellas ha disminuido a lo largo del tiempo cósmico? o ¿las galaxias actuales forman menos estrellas que en el pasado simplemente porque han usado la mayor parte de sus reservas de gas y polvo en el proceso?

Para encontrar una respuesta los astrónomos deben mirar muy lejos en la distancia y muy lejos en el pasado. Para hacerlo recurren al efecto Doppler.

Como el Universo se encuentra en expansión, la luz emitida por una galaxia que se aleja de nosotros es desplazada a longitudes de onda más largas. Es el corrimiento al rojo.

Este corrimiento al rojo es usado por los astrónomos para determinar la velocidad de alejamiento de una galaxia, lo cual permite calcular su distancia.

Cooper y sus colegas usaron datos de un estudio anterior, en el cual habían inspeccionado a 50.000 galaxias, para elegir una muestra que represente a una población promedio de galaxias. Entonces apuntaron varios telescopios, incluyendo el Hubble, Spitzer y varios radiotelescopios en Francia y California para estudiar estos objetos.

"Al observar esas galaxias en el espectro infrarrojo y medir sus emisiones de frencuencia de radio, fuimos capaces de hacer que sus nubes de gas frío sean visibles," explicó Cooper.

"Lo que encontramos ahora es que las galaxias, al igual que los ancestros de la Vía Láctea tenían una mayor provisión de gas de la que la Vía Láctea tiene hoy," dijo Weiner. "Por eso, han estado haciendo estrellas de acuerdo a las mismas leyes de la física, pero muchas de ellas en un tiempo dado porque tenían una mayor provisión de materia."

El equipo de investigación también obtuvo imágenes revelando el grado de materia para la formación estelar que está en las galaxias. En una imagen de una típica galaxia denominada EGS 1305123 (ver fotografía), vista como era hace unos 5,5 mil millones de años después del Big Bang, las observaciones de los científicos por primera vez muestran un disco masivo y en rotación de cerca de 60.000 años luz de diámetro.

El disco, hecho de gas frío y polvo, es similar en tamaño y estructura al de una galaxia típica como nuestra propia Vía Láctea, y da una muestra de cómo habría lucido hace unos 8,5 mil millones de años.

"De nuestro estudio, sabemos ahora que las galaxias típicas en el Universo temprano contenían de tres a diez veces más gas molecular que hoy," afirmó Cooper, "una fuerte indicación de que la tasa de formación estelar ha disminuido porque esas galaxias tienen menos materia prima disponible en comparación a cuando eran más jóvenes y no porque hubo un cambio en la eficiencia con la cual hacen nuevas estrellas."

Más información:
Artículo en el sitio de la Universidad de Arizona

Fuente: Universidad de Arizona.

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Nuevo hallazgo: chorros de agujeros negros supermasivos pueden controlar la evolución de galaxias

Cada galaxia tiene agujeros negros que absorben materia y energía. Cada uno puede tener hasta diez veces la masa de nuestro Sol. Pero además hay agujeros negros supermasivos en los núcleos de las galaxias, con masas que van desde un millón hasta mil millones de veces la de nuestro Sol.

Izquierda: Composición en color de Centauro A donde se puede ver los lóbulos y los chorros provenientes del agujero negro masivo ubicado en el núcleo de la galaxia activa. Crédito: ESO/WFI (óptico); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss, entre otros (submilimétrico); NASA/CXC/CfA/R.Kraft, entre otros (rayos-X).

Cerca del 10% de este tipo de agujeros negros expulsan chorros de plasma (gas altamente ionizado) en direcciones opuestas. Al liberar esta energía cinética (de movimiento) los chorros controlan la formación de estrellas y otros cuerpos. Además, juegan un papel importante en la evolución de cúmulos galácticos, las estructuras más grandes del Universo.

Sin embargo, la formación de estos chorros es aún un misterio de la astrofísica extragaláctica.

Por dos años, Dan Evans, investigador del Instituto de Astrofísica e Investigación Spacial del MIT (MKI) ha estado comparando varias docenas de galaxias cuyos agujeros negros poseen chorros poderosos (núcleos galácticos activos, AGN) y que aunque no posean esos chorros están rodeados por discos de acreción que rotan justo fuera del horizonte de sucesos (el límite desde donde nada, ni siquiera la luz puede escapar).

Al examinar la luz reflejada en el disco de acreción de un agujero negro AGN, Evans concluyó que los chorros pueden formarse justo fuera de los agujeros negros que tienen un giro retrógrado, o que giran en sentido contrario a su disco de acreción.

Para llegar a esta conclusión, Evans y sus colegas del Centro de Astrofísica de Harvard-Institución Smithsonian, en Mssachusetts, la Universidad de Yale en Connecticut y la Universidad de Keele y la Universidad de Hertfordshire en el Reino Unido, analizaron los datos espectrales recogidos por el Observatorio Suzaku, un satélite japonés lanzado en 2005 en colaboración con la NASA, de un agujero negro supermasivo con un chorro ubicado a unos 800 millones de años luz en un AGN denominado 3C 33.

Aunque los agujeros negros no pueden verse, los científicos pueden determinar su tamaño, ubicación y otras propiedades al usar telescopios sensibles para detectar el calor que generan, el cual es visto como rayos-X. También pueden ver las marcas de la emisión de rayos-X del interior del disco de acreción que está ubicado cerca del borde del agujero negro, la cual se produce como consecuencia del anillo extremadamente caliente denominado corona que se encuentra sobre el disco que un observatorio como Suzaku puede detectar. Por otra parte, una porción de esta luz pasa desde la corona al disco de acreción del agujero negro y es reflejado desde la superficie del disco, produciendo una marca particular conocida como joroba de reflexión de Compton, que también es detectada por Suzaku.

Sin embargo, el equipo de Evans nunca encontró una joroba de reflexión de Compton en la emisión de rayos-X de 3C 33. Lo cual significa que no hay nada para reflejar la luz de la corona y que un disco de acreción para un agujero negro con un chorro no es posible. Los científicos creen que la ausencia se debe a la presencia de una rotación retrógrada, la cual empuja fuera de órbita a la parte más interna del material de acreción como resultado de la relatividad general, o empuje gravitacional entre las masas. Esta ausencia crea una brecha entre el disco y el centro del agujero negro que lleva a la acumulación de campos magnéticos que proveen la energía para mantener a un chorro.

Según Evans, esta investigación avanzará cuando en agosto de 2011 la NASA lance al Dispositivo del Telescopio Espectroscópico Nuclear (NuSTAR) que es de diez a cincuenta veces más sensible que la tecnología actual para los espectros y a la joroba de reflexión de Compton.

Más información:
Artículo en el MIT
Descripción de la Misión ASTRO-EII (Suzaku) en el sitio de la NASA

Fuente: MIT.

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El Hubble obtiene una nueva imagen del espacio profundo

En la imagen que acompaña este artículo se pueden ver más de 12 mil millones de años de historia. Se trata de una vista a todo color sin precedentes de miles de galaxias en diferentes etapas de formación.

Crédito: NASA, ESA, R. Windhorst, S. Cohen, y M. Mechtley (Arizona State University, Tempe), R. O'Connell (University of Virginia), P. McCarthy (Carnegie Observatories), N. Hathi (University of California, Riverside), R. Ryan (University of California, Davis), y H. Yan (Ohio State University). Nº de foto: STScI-PRC10-01.
(Clic aquí para ver la imagen original)

Esta imagen fue tomada por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y fue realizada a partir de mosaicos tomados entre septiembre y octubre de 2009 con la Cámara de Campo Amplio 3 (WFC3, por sus siglas en inglés) recientemente instalada y en 2004 con la Cámara Avanzada para Inspecciones (ACS). La imagen cubre parte del campo sur de un gran censo galáctico denominado Grandes Observatorios para la Inspección Profunda de los Orígenes (GOODS), que se trata de un estudio de cielo profundo por parte de varios observatorios para estudiar la evolución de las galaxias.

La imagen final es el resultado de combinar una amplia gama de colores, desde el ultravioleta pasando por la luz visible, hasta el próximo infrarrojo. Nunca antes se había producido una imagen con este nivel de claridad, exactitud y profundidad.

La aguda resolución y nueva versatilidad de colores del Hubble fueron producidas al combinar datos de dos cámaras, permitiéndole a los astrónomos diferenciar los distintos tipos de etapas de la formación de galaxias. La imagen muestra formas de galaxias caóticas en los primeros tiempos a medida que crecían por medio de la acreción, colisiones y fusiones.

Las galaxias encontradas van desde, espirales maduras y elípticas en el frente, a galaxias más pequeñas, más débiles y de formas irregulrares, la mayoría de las cuales se encuentran muy lejos por lo que existían hace mucho más tiempo. Estas galaxias son consideradas actualmente los bloques fundamentales de las grandes galaxias que vemos hoy en día.

Los astrónomos usan este panorama multicolor para rastrear varios detalles de la evolución galáctica en el tiempo cósmico, incluyendo la tasa de formación de estrellas en galaxias, la tasa de fusiones entre galaxias y la abundancia de núcleos galácticos activos débiles.

La imagen muestra un rico tapete de 7.500 galaxias. Las estrellas más cercanas vistas en el frente emitieron su luz hace aproximadamente mil millones de años. Las más lejanas, algunas de las manchas débiles de color rojo, aparecieron hace más de 13 mil millones de años, o lo que es igual a unos 650 millones de años después del Big Bang. Este mosaico abarca un área que es igual a un tercio el diámetro de la Luna llena (10 minutos de arco).

La imagen del Hubble resalta una gran variedad de etapas en el proceso de formación de galaxias. La luz ultravioleta tomada por la WFC3 muestra que el brillo azul de jóvenes estrellas calientes en las galaxias es vertido con el nacimiento de las estrellas. La luz naranja revela la formación final de galaxias masivas de hace unos 8 a 10 mil millones de años. La luz del próximo infrarrojo revela el brillo rojo de galaxias muy lejanas, que en algunos casos eran visibles hace entre 12 a 13 mil millones de años.

En este ambicioso uso del tiempo de observación del Hubble, los astrónomos usaron 100 órbitas del Hubble para realizar las observaciones astronómicas de la ACS en esta parte del campo GOODS y 104 órbitas para hacer las exposiciones ultravioletas y en próximo infrarrojo de la WFC3. Estas observaciones realizadas por el Hubble revelan galaxias que tienen una magnitud 27.

Más información:
Artículo de la NASA


Fuente: NASA.

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