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Agujero Negro supermasivo «infla»
a burbuja gigante

Redacción
Un equipo internacional de astrónomos dispone ahora de nuevas herramientas tecnológicas para estudiar como nunca antes la dinámica de los agujeros negros que habitan en el corazón de algunas galaxias.
omo si se tratara de especies simbióticas, una galaxia y su agujero negro central llevan vidas íntimamnete conectadas. Los detalles de esta relación todavía plantean muchos interrogantes a los astrónomos. Algunos agujeros negros acretan materia activamente. Parte de este material no cae en el agujero negro, sino que es eyectado en un flujo angosto de partículas, que viajan a aproximadamente la velocidad de la luz. Cuando este flujo reduce su velocidad, crea una burbuja tenue que puede engullir a toda la galaxia. Invisible a los telescopios ópticos, la burbuja es muy prominente en frecuencias bajas de radio. El nuevo “International LOFAR Telescope (ILT)” –diseñado y construido por ASTRON con colaboración internacional– es ideal para detectar esta emisión de baja frecuencia (*).

Ahora, los astrónomos han producido una de las mejores imágenes jamás obtenidas de tales burbujas, gracias al empleo del LOFAR para detectar frecuencias radiales comprendidas entre 20 y 160 MHz, que son las que utilizan normalmente los pilotos aéreos en las comunicaciones. “El resultado es de gran importancia”, dice Francesco de Gasperin, autor principal del estudio que será publicado en la revista Astronomy & Astrophysics. “Esto demuestra el enorme potencial del LOFAR, y proporciona pruebas concluyentes de los estrechos vínculos entre el agujero negro, su galaxia anfitriona, y su entorno”.

La imagen fue realizada durante la fase de pruebas del LOFAR, y el objeto observado fue la galaxia elíptica gigante Messier 87, en el centro de un cúmulo de galaxias en la constelación de Virgo. Esta galaxia es 2000 veces más masiva que nuestra Vía Láctea, y alberga en su centro a uno de los agujeros negros más masivos descubiertos hasta la fecha, con una masa aproximada de seis mil millones de masas solares. En el transcurso de unos pocos minutos, este agujero negro engulle una cantidad de materia similar a la de toda la Tierra, pero parte de ella se trasforma en radiación, y otra buena parte es expulsada en forma de potentes chorros de partículas ultra-rápidas. Estos chorros o “jets” son los responsables de las emisiones de radio observadas.

“Por primera vez se pudieron obtener imágenes de alta calidad en estas bajas frecuencias”, dice el profesor Heino Falcke, de la Universidad de Radboud, Nijmegen, y MPIfR Bonn, presidente del consejo del ILT y co-autor del estudio. “Ésta fue una observación difícil –no esperábamos conseguir resultados tan fantásticos al inicio de la fase de puesta en servicio del LOFAR”.

Para determinar la edad de la burbuja, los autores añadieron otras observaciones de radio realizadas a distintas frecuencias en el “Very Large Array” (Nuevo México, EEUU), y en el radiotelescopio de 100 metros de Effelsberg (cerca de Bonn, Alemania). El equipo descubrió que esta burbuja es sorprendentemente joven, apenas unos 40 millones de años, que es un mero instante en las escalas de tiempo cósmicas. Las observaciones en baja frecuencia no revelan restos de emisiones antiguas fuera de las fronteras de la burbuja bien definida, lo cual significa que la burbuja no es un resto de una actividad ocurrida mucho tiempo atrás, sino que la misma es constantemente rellenada con nuevas partículas eyectadas por el agujero negro central.

“Lo particularmente fascinante”, dice Andrea Merloni del Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre en Garching, Alemania, quien supervisó el trabajo doctoral de Gasperin, “es que los resultados también proporcionan información sobre la violenta conversión materia-a-energía que se produce muy cerca del agujero negro. En este caso, el agujero negro es particularmente eficiente en la aceleración del chorro, y mucho menos efectivo en la producción de emisión visible”.

LOFAR, diseñado y construido por ASTRON, es un instrumento revolucionario capaz de detectar ondas de radio con longitudes de onda de hasta 30 metros. Las ondas de radio con estas características son típicamente generadas por la actividad humana, como las emisiones de las estaciones de radio, las señales de radar o las comunicaciones por satélite. Pero, también son emitidas por objetos exóticos en las profundidades del espacio, como los agujeros negros devorando materia, las estrellas de neutrones en rotación, y las supernovas. Para detectar estas ondas, el LOFAR utiliza miles de antenas diseminadas por toda Europa, y combina las señales recibidas en una supercomputadora ubicada en los Países Bajos, para generar una imagen única. Los 100 Gigabit/s de datos que se generan desde todas las antenas se analizan simultáneamente y en tiempo real para proporcionar las imágenes más detalladas jamás realizadas en estas frecuencias. En el consorcio científico participan Holanda, Alemania, Francia, Reino unido y Suecia.
(*) LOw Frequency ARray es un conjunto de sensores multipropósito.
LOFAR - Messier 87
Esta imagen fue realizada durante la fase de pruebas
del LOFAR, y el objeto observado fue la galaxia elíptica
gigante Messier 87. (ASTRON) Click para ampliar!
NOTA: La imagen a resolución original se puede
descargar haciendo click aquí.
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Mendoza, Argentina, 22 de Enero de 2013.
 
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