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Una fusión de agujeros negros con destello de luz.

Cuando dos agujeros negros se fusionan no producen radiación en forma de luz.
Fieles a su costumbre de no dejar escapar ni la radiación, los agujeros negros no producen emisión electromagnética cuando se fusionan, ya que se “tocan” en sus superficies de donde nada puede salir. Solamente se producen ondas gravitacionales desde sus vecindades ligeramente fuera de sus horizontes de sucesos.

El 21 de mayo del 2019, se detectó la onda gravitacional catalogada como S190521g. Curiosamente, desde ese mismo lugar del cielo, se detectó un “flash” de energía. Por sus características, no correspondía a la explosión de una supernova ni a un desgarro de materia cayendo y recalentándose en un agujero negro.
Al parecer este destello de energía se habría producido en la fusión de los agujeros negros que originaron a S190521g. Si bien los agujeros negros no emiten energía en su fusión, podrían hacerlo si ésta se produce dentro una región de material con cierta densidad. Este tipo de regiones son las que rodean a los agujeros negros supermasivos.

Artist's concept of a supermassive black hole, with a binary pair of black holes in its disk.
Ilustración crédito de Caltech/R. Hurt (IPAC)

Veamos todo el escenario posible.
En el centro de las galaxias, reinan los agujeros negros supermasivos. A su alrededor, pululan muchas estrellas de gran masa. Éstas mueren dejando agujeros negros orbitando al supermasivo. Estos agujeros negros “menores”, pueden penetrar el disco de acreción que alimenta al supermasivo. Allí pueden asociarse en pares, si es que no vienen asociados desde afuera del disco.
Dentro de esa región, no sólo se alimentan sino que van friccionando y precipitándose mutuamente. En el momento de la fusión, generan ondas gravitatorias que pueden no ser isotrópicas, o sea que pueden ser más intensas en una dirección que en otra. Esto le imprime al objeto resultante un impulso que lo desplaza en una dirección al azar a gran velocidad. Así se producen los agujeros negros en retroceso, incluso en el centro de las galaxias fusionadas (Un agujero negro en retroceso (viajero) | pdp | https://paolera.wordpress.com/2017/03/23/un-agujero-negro-en-retroceso-viajero/).

En este caso, el objeto resultante es de unas 100 masas solares y adquirió una velocidad de unos 200 Kms./seg. Bajo esas condiciones, el material en sus cercanías puede reaccionar a una brusca perturbación debida al repentino impulso del agujero negro resultante. De esta manera, el material se recalienta y emite bruscamente.
Esta radiación se produciría unos días luego de la fusión que originó a la onda gravitatoria, tal como fue detectada. Es más… si el agujero negro así formado salió del disco alrededor del supermasivo, puede tener una trayectoria que lo haga reingresar y producir otro flash de energía.

Referencia:
Black Hole Collision May Have Exploded with Light | Whitney Clavin | https://www.caltech.edu/about/news/black-hole-collision-may-have-exploded-light

Fuente:
Candidate Electromagnetic Counterpart to the Binary Black Hole Merger Gravitational-Wave Event S190521g | M. J. Graham et al. | https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.251102
Todo el PDF en: https://arxiv.org/pdf/2006.14122.pdf

pdp.

¿Qué tipo de objeto intervino en la generación de GW 190814?

El final explosivo de una estrella masiva deja un núcleo compacto conocido como estrella de neutrones o un agujero negro.
El primer objeto suele mostrarse como un púlsar (https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%BAlsar ) y el segundo no deja escapar ni la luz. Cuando dos de estos objetos se fusionan, generan ondas gravitacionales. La masa del objeto resultante es algo menor a la suma de las masas, ya que parte de ella se irradia en forma de energía, tanto electromagnética (luz) como gravitacional en la onda generada. El análisis de es estas ondas, permite saber las masas de los objetos involucrados. Esto permite confirmar teorías. Por ejemplo, el estudio de estas ondas muestra que el mayor agujero negro involucrado en la generación de una onda gravitatoria, no supera las 50 masas solares. Así surgen preguntas sobre la existencia de estrellas ultramasivas capaces de generar agujeros negros de más de 50 masas Solares (¿Y las estrellas ultramasivas? | pdp | https://paolera.wordpress.com/2018/12/12/y-las-estrellas-ultramasivas/)

Los estudios muestran que el agujero negro de menor masa hasta Hoy conocido (mediados del 2020), tiene unas 5 veces la masa del Sol. Quizás haya de menor masa, pero aún no fueron detectados. Tal vez sean comunes y nuestros sistemas detectan principalmente los más masivos.
La estrella de neutrones o pulsar es el paso previo al agujero negro. El objeto de este tipo con mayor masa detectado es el catalogado como J0740+6620, con una masa de 2,14 masas Solares. Los teóricos afirman que ya a las 2,17 masas Solares se convierte en un agujero negro (La masa del púlsar j0740+6620 | pdp | https://paolera.wordpress.com/2019/09/17/la-masa-del-pulsar-j07406620/).

El 14 de agosto del 2019, se detectó una onda gravitatoria originada a unos 800 millones de años luz de Casa (GW190814). El objeto resultante de la fusión de los masivos involucrados, es un agujero negro de unas 25 masas Solares. Lo llamativo de este evento es que se trata de la fusión más despareja de masas involucradas con una relación de casi 10 a 1; mientras que hasta ahora, la más despareja era de 4 a 1.
En esta oportunidad, se trató de una masa de 22 a 23 masas Solares, que obviamente era un agujero negro, con otra de 2,5 a casi 2,7 masas Solares.

Este segundo objeto es el llamativo.

Ilustración de las masas involucradas en la generacíon de GW190814 .

Por estar dentro del intervalo de masas entre agujeros negros y púlsares, puede ser uno de ambos, pero… ¿cuál?
Aunque difícil, no sería imposible que se trate de un agujero negro “liviano”.
También, podría ser una estrella de neutrones muy masiva, cosa que también es difícil pero no imposible; elevando así el límite superior de este tipo de objetos.

Referencias:
LIGO-Virgo finds mystery astronomical object in ‘mass gap’ | Megan Fellman | https://news.northwestern.edu/stories/2020/06/ligo-virgo-finds-mystery-astronomical-object-in-mass-gap/
A BIG BLACK HOLE JUST ATE A MUCH SMALLER BLACK HOLE. OR A NEUTRON STAR. MAYBE. | P. Plait | https://www.syfy.com/syfywire/a-big-black-hole-just-ate-a-much-smaller-black-hole-or-a-neutron-star-maybe

Fuente:
GW190814: Gravitational Waves from the Coalescence of a 23 Solar Mass Black Hole with a 2.6 Solar Mass Compact Object | R. Abbott et al. | https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab960f

pdp.

Los agujeros negros no se están evaporando (por ahora).

Artículo retocado el 4/abr/2020 a las 19:10 HOA.
Los agujeros negros no se estarían evaporando por radiación Hawking.
Se trata de regiones del espacio de altísima gravedad, de donde nada puede escapar. En su interior se encuentra un objeto masivo y compacto (estrella de Plank) que es el que genera esa gravedad enorme. La masa mínima necesaria para generar un objeto de este tipo por su propio colapso es 2,5 veces la masa del Sol.

Ilustración de agujero negro crédito: NASA; DANA BERRY, SKYWORKS DIGITAL, INC.

En todo el Universo hay energía almacenada por algún tipo de campo, en particular por los de tipo cuántico. Éstos, son la versión cuántica de los campos clásicos (electromagnéticos, gravitacionales) y son los que rigen en el Universo de las partículas.
Se sabe que la masa es una forma de energía. Luego, de la energía de esos campos, pueden aparecer un par de partículas de igual masa pero de carga opuesta. Éstas pueden volver a fusionarse dando lugar a otras partículas o bien pueden alejarse una de otra.
Si esto sucede en el interior del agujero negro y cerca de su límite (de donde aún es posible escapar), una de esas partículas podría abandonarlo. De esta manera, el agujero negro pierde energía o masa, lo que provoca su paulatina evaporación. A este proceso se lo conoce como Radiación Hawking.

Pero los agujeros negros parecen no estar evaporándose.

Por supuesto que los agujeros negros se alimentan de la materia que los rodea y cae en ellos desde el disco de acreción que los circunda. Un ejemplo de ésto, lo dan los supermasivos en el centro de las galaxias. Pero aún en total aislamiento, los que puedan estar vagando por el espacio, los de baja masa formados por el colapso de estrellas masivas, pueden tener alimento que compense su evaporación.

Cuando un cuerpo caliente le entrega energía a otro más frío, busca llegar al equilibrio térmico con ese cuerpo. Así es como ambos llegan a una temperatura (o nivel térmico) intermedio.
Las estrellas irradian energía buscando ese equilibrio con el resto de los objetos del Universo. Cuando todas se hallan apagado, el Universo será un lugar frío y sin diferencias energéticas que generen procesos físicos o químicos. Será el fin del Universo tal como lo conocemos.
En esa radiación estelar, incluso en la radiación de fondo en micro-ondas originada en el Big Bang, hay una lluvia de partículas llamadas fotones. Éstos, transportan energía y tienen una cierta masa asociada. Los fotones estelares y de la radiación de fondo llegan hasta los agujeros negros (así como a Nosotros) y son absorbidos por ellos.

Un fotón de la radiación de fondo le entrega al agujero negro más pequeño (el de 2,5 masas Solares) millones de veces la energía que puede perder por Radiación Hawking en un segundo. Luego, entre todos los fotones que recibe, tanto de origen estelar como de la radiación de fondo, ese agujero negro recupera ampliamente la pérdida de energía en su evaporación.

Haciendo las cuentas:
Un agujero negro de 2,5 masas Solares, pierde 10-29 Joules de energía por segundo (10-29 = 0,00000000000000000000000000001) y absorbe aproximadamente un total de 800 Joules (casi 1000) por segundo. O sea que absorbe 80.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 veces lo que pierde.

Luego, los agujeros negros están lejos de terminar evaporados.
Cuando el Universo se enfríe y las estrellas dejen de brillar, entonces sí, comenzarán a desmenuzarse por este proceso de radiación, pero para eso falta mucho. Recién cuando el Universo tenga 1020 años (ahora tiene casi 15000 millones de años), la radiación estelar y de fondo serán menores a la pérdida por evaporación de los agujeros negros.

Además, esto viene a resolver una situación casi paradójica planteada por algunos investigadores.
Según ellos, la Radiación Hawking no se da en la madurez de los agujeros negros sino desde sus orígenes. Así, la radiación atenta contra el colapso impidiendo que estos objetos lleguen a formarse como agujeros negros (Back-reaction of the Hawking radiation flux in Unruh’s vacuum on a gravitationally collapsing star II | Laura Mersini-Houghton | https://arxiv.org/pdf/1409.1837.pdf ) . Ahora, la radiación estelar y de fondo compensan la evaporación y aparecerían estos objetos sin mayores obstáculos.

Referencia y fuente:

pdp.

El tamaño de los agujeros negros.

Sabemos que los agujeros negros son regiones del espacio de donde nada puede escapar.
Cuando un cuerpo tiene masa M, genera un campo gravitatorio del que es necesario una velocidad mínima para escapar. Por debajo de esa velocidad, volveremos a caer luego de alcanzar cierta altura.

La relación dada por:

V2 = 2GM/R

nos vincula la velocidad V de escape con la masa del cuerpo y su radio, suponiéndolo esférico (por ejemplo un planeta o estrella), donde G es la constante de gravitación Universal (https://es.wikipedia.org/wiki/Constante_de_gravitaci%C3%B3n_universal ). Esa expresión se obtiene de relacionar la energía potencial gravitatoria y la cinética de un cuerpo cuando está sobre otro de masa M y cuando está en el infinito luego de escapar.

Puede verse que a menor radio, debe aumentar la velocidad de escape.
Si se llega a un valor R*, la velocidad de escape será la velocidad de la luz C. A ese radio se lo conoce como radio de Schwarzschild. Por debajo de ese radio ni la luz podrá escapar, y como nada puede superarla, nada podrá escapar.
Nace así un agujero negro. Una región del espacio de donde nada sale. Incluso el objeto generador de ese agujero negro puede seguir colapsando, pero eso no lo notaremos porque nada se observa dentro de ese radio límite, por lo que el radio de Schwarzschild también es conocido como horizonte de sucesos.

Todo cuerpo ejerce gravedad y tiene una velocidad de escape. Luego, todo cuerpo puede colapsar hasta convertirse en un agujero negro. Lo que sucede es que los objetos menores de 3 masas Solares no colapsan por sí solos por no tener tanta masa y tanta autogravitación. De esta manera, no se convierten en agujeros negros a menos que se los comprima.

Si en la ecuación anterior imponemos la condición de que la velocidad de escape sea la de la luz, podremos despejar el valor del radio límite para una determinada masa.
Eso queda:

R* = 2GM/C2

y ese es el radio del agujero negro. Luego, si conocemos la masa de un objeto (por ejemplo por su acción gravitatoria en sus vecindades) podemos saber el tamaño del agujero negro que generaría o está generando.

Por ejemplo: una masa de una tonelada (1000 Kgr.) debe comprimirse hasta un radio de 0,00000000000000000000000148 mts. para que se convierta en un agujero negro.
El siguiente video nos muestra los tamaños de los agujeros negros generados por estrellas masivas y de los que viven en el centro de las galaxias.

Video: Black Hole Comparison

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Referencia:

pdp.

La mínima órbita circular estable en un agujero negro (¿cuánto puede comer un agujero negro?)

Los agujeros negros son regiones del espacio de los que no escapa ni la luz.
Recordemos que para escapar de la gravedad de un cuerpo, hace falta alcanzar la velocidad de escape. Ésta depende de la gravedad, la que depende de su masa y de la distancia al objeto.
Cuando una estrella masiva colapsa, aumenta la gravedad en su superficie porque disminuye la distancia a su centro manteniendo toda la masa debajo de la superficie. Fuera de ella, la gravedad es la misma para una determinada distancia. Luego, para escapar de la superficie de la estrella mientras colapsa, hará falta cada vez más velocidad. Estando fuera de ella, la velocidad es siempre la misma para una determinada distancia. A mayor distancia, menor gravedad y menor será la velocidad de escape.

En el colapso, se llega a un radio límite (radio de Schwarzschild) a partir del cual ni la luz escapa. Nace así una región del espacio llamada agujero negro. Como la velocidad de la luz es un límite físico, nada la supera y por lo tanto nada puede escapar de un agujero negro. La estrella (o estrella de Plank) puede seguir colapsando, pero eso no lo notaremos porque a partir del radio límite nada se observa. Por ese motivo, a ese radio también se lo llama horizonte de sucesos.

Video: La NASA distorsiona el tiempo y el espacio en un agujero negro.

La pregunta es ¿cuánto puede “comer” un agujero negro?
Nada escapa de él. Los hay de masas estelares (varias veces la masa del Sol), de masas intermedias (de cientos a millones de masas Solares) y supermasivos en el centro de las galaxias (millones a decenas de miles de millones – nuestro tiene 4 millones de masas solares – ).

Además del horizonte de sucesos, hay otro parámetro a tener en cuenta. Se trata de la mínima órbita circular estable (MOCE); o sea, la órbita circular más cercana que se puede tener en torno a un agujero negro.
Recordemos que la órbita es un caso particular de caída libre (Qué es estar en órbita | pdp, https://paolera.wordpress.com/2013/02/06/qu-es-estar-en-rbita/).
A menor distancia, necesitaremos más velocidad para estar en órbita; de lo contrario, caeremos en forma de espiral. A mayor velocidad, escaparemos de la órbita. Luego, existe una velocidad que nos permite estar en órbita estable, una caía libre que es un equilibrio entre el escape y la caída en una trayectoria curva.
Pero la mínima orbita (o las más cercana al agujero negro) implica la mayor velocidad posible, y esa es la velocidad de la luz. O sea que la MOCE es la que tiene un objeto moviéndose a la velocidad de la luz.
La MOCE tiene dos propiedades:
1 – dentro de ella nada escapa y cae en espiral al agujero negro.
2 – sobre ella, la partícula nunca escapará ya que no se puede superar la velocidad de la luz.
Luego, la MOCE determina qué está y qué no está condenado a caer en el agujero negro.
Más allá de la MOCE, las cosas aún pueden escapar. Lejos, la materia siente más la gravedad de sus vecindades que la del agujero negro y no sólo puede escapar sino que puede colapsar y formar estrellas. Es así que las galaxias no sucumben a su agujero negro central.
A medida que el agujero negro se alimenta y crece a costa del material que lo rodea, aumenta su horizonte de sucesos y su MOCE. Pero la materia que lo rodea no es infinita. Llega un momento en que ésta es menor y su alimento comienza a escasear. Cuando haya terminado con todo el material que lo rodea, sólo podrá desgarrar algo de materia de algún cuerpo que pase por su MOCE, los que no son tan abundantes. Luego, sólo le quedarán los que caigan directamente a él, los que son menos abundantes aún.
Si bien en una fusión de galaxias los agujeros negros supermasivos se unen formando colosales monstruos, nunca absorberán toda la galaxia resultante, su tamaño estará limitado. Así, si bien pueden alimentarse por siempre, no tienen toda la materia a su disposición.
Haciendo números en base a estas ideas, se estima que un agujero negro supermasivo no llega a crecer más de 270 mil millones de veces la masa del Sol.

Referencia:

Fuente:

pdp.

El apretado disco de acreción de NGC 3147.

En el centro de las galaxias habita un agujero negro supermasivo.
Estos objetos suelen estar rodeados de un disco de materia que cae en ellos en forma de remolino. Al hacerlo, el material autofriciona, se recalienta y emite radiación de alta energía. En este proceso también se forman chorros bipolares de energía y materia muy caliente. (pdp, Primera aproximación a los chorros de materia…, https://paolera.wordpress.com/2013/12/20/primera-aproximacion-a-los-chorros-de-materia-relacionados-con-discos-de-acrecion/).
Pero esta actividad no es la misma en todos los agujeros negros supermasivos, y al parecer eso depende de la estructura de la galaxia donde reina.

En algunas galaxias espirales la actividad del agujero negro central es modesta.
Se comportan como si hubieran agotado casi todo el material que los rodea, y en lugar de tener un disco de materia su alrededor, están en el centro de una estructura de materia en forma toroidal o de rosca. Éste sería el caso de la galaxia NGC 3147 a unos 130 millones de años luz de Nosotros.

toroNGC

Ilustración de NGC 3147 publicada en Hubblesite (referencias al pie de la nota)

Como para validar esa teoría, esta galaxia fue observada y hubo una sorpresa.
Se encontraron evidencias de un disco de materia muy cercano al agujero negro central, algo que no debería estar allí según los modelos actuales. Al estar tan cerca del agujero negro, el disco gira a gran velocidad, al 10% de la velocidad de la luz. Eso se debe a que la materia gira más rápido al acercarse al agujero negro; el mismo efecto que hace que un patinador gire sobre eje más rápido cuando junta los brazos al cuerpo. La radiación que se produce no es detectable en luz visible sino en infrarrojo.
Sucede que la radiación pierde mucha energía al escapar de la gran gravedad del agujero negro supermasivo central y eso la enrojece. En otras palabras, y según la Relatividad, el agujero negro deforma el espacio en sus vecindades de tal forma que éste se estira hacia el agujero negro. La longitud de onda de la radiación siente ese estiramiento por pertenecer a la trama del espacio que está en tormo al objeto y así nos llega enrojecida.

Referencia:

Fuente:

pdp.

El rápido nacimiento de los agujeros negros supermasivos.

Los agujeros negros supermasivos, se harían formado en un proceso de acreción extremadamente rápido.
Para poder escapar de un campo gravitatorio, es fundamental la velocidad. Los agujeros negros son regiones del espacio de donde nada puede escapar, ni la luz que es lo más veloz que se concibe. Se forman por el colapso de una estrella. Al hacerlo, la gravedad superficial aumenta ya que ésta se acerca al centro del objeto. Llega a un radio límite para el cual ni la luz puede escapar. Ahí nace un agujero negro. A partir de ese radio, la estrella puede seguir colapsando y ser menor que el agujero negro pero no lo sabremos por no poder observar dentro de esa región del espacio.

Los supermasivos, viven en el centro de las galaxias.
Conteniendo hasta miles de millones de veces la masa del Sol, los hay muy antiguos, de tan sólo mil millones de años luego del nacimiento del Universo. El colapso habitual no alcanza para formar semejante monstruo en tan poco tiempo. Así, se debió haber formado en un proceso extremadamente rápido donde se vio involucrada mucha cantidad de materia.
En ese colapso, pudo generarse radiación por aumento de la presión y temperatura que generaron reacciones nucleares. También pudieron darse detonaciones que arrojaron materia al exterior. Pero esa radiación y materia expulsada no tuvieron mucho tiempo para escapar; así, el agujero negro supermasivo habría brillado y expulsado materia en un breve período de tiempo.

Una vez formado, comenzó a asimilar todo lo que lo rodea. En sus vecindades el material que cae arremilonado autofricciona y emite radiación. Mientras, en todo este proceso, se generan chorros bipolares de materia y energía.

Ilustración crédito de Scott Woods, Western University

Más lejos, la materia capaz de escapar por su velocidad orbital en torno al agujero negro supermasivo, da origen a estrellas y se va formando una galaxia.

Referencia:

Fuente:

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Primera imagen de agujero negro – El supermasivo de M87 en Virgo.

Un agujero negro, es una región del espacio donde la gravedad no deja escapar ni la luz.
La capacidad de un objeto de escapar de la gravedad de otro, radica en la velocidad de escape. Es la mínima velocidad necesaria para escapar de la gravedad del cuerpo dominante, la que es es función de dicha masa.
La máxima velocidad concebible, es la de la luz en el vacío, y de los agujeros negros no escapa ni la luz, luego, nada escapa de ellos. La única posibilidad es estar cerca, pero no dentro de su límites, y moviéndonos con la suficiente velocidad.

Dentro del agujero negro hay una gran masa comprimida donde sus partículas atómicas formaron neutrones, se la conoce como estrella de Planck (en honor al físico). Lo curioso es que la estrella de Plank puede ser menor al agujero negro que genera y no lo notaremos porque no podemos ver dentro de esa región.

En el centro de toda galaxia hay un agujero negro supermasivo.
Están rodeados de un disco de materia que cae en él en forma de remolino. Así, autofricciona, se calienta y emite radiación que puede escapar porque nace fuera de sus límites u horizonte de sucesos. Todo esto, potencia chorros de materia y energía bipolares (Primera aproximación a los chorros de materia relacionados con los discos de acreción | Pablo Della Paolera).

Si deseamos “ver” un agujero negro, preparémosnos para no verlo; sólo veremos su sombra.
Enlazando varios radio-telescopios ubicados en diferentes observatorios del Planeta, se logró hacerlos funcionar como uno solo, y por lo tanto con gran resolución, ya que ésta depende de diámetro de instrumento.

Observando con este arreglo de instrumentos a la galaxia elíptica M87 en el cúmulo de Virgo, a unos 55 millones de años luz de Casa, se logró tener imagen de su agujero negro supermasivo de unos 6500 millones de masas Solares.

Imagen del agujero negro supermasivo en M87 – Crédito: The Event Horizon Telescope (EHT).

El objeto obscuro en el centro, es la sombra o región obscura dada por el agujero negro.
Está rodeado de la energía que emite el material arremolinado en su entorno y que cae en él.
Además de que este disco tiene una cierta inclinación, se aprecia energía que viene de detrás del agujero negro.
La luz que proviene de “las espaldas” del objeto no se puede ver, pero la que proviene de esa zona y pasa cerca del agüero negro, casi hacia nosotros, es desviada como “enfocada” en nuestra dirección por la acción gravitacional del agujero negro. Así es como lo vemos rodeado de luz que proviene de detrás de él; toda energía que lo rodea sin caer en sus dominios.

Video: In the Shadow of a Black Hole. 

European Southern Observatory (ESO)

Publicado el 10 abr. 2019

Referencias:

  • eso1907 — Science Release, Astronomers Capture First Image of a Black Hole.

  • The Astrophysical Journal Letters, The Astrophysical Journal Letters: “Focus on the First Event Horizon Telescope Results”, Shep Doeleman (EHT Director) on behalf of the EHT Collaboration.

Fuentes:

  • First M87 Event Horizon Telescope Results. IV. Imaging the Central Supermassive Black Hole, The Event Horizon Telescope Collaboration.

  • First M87 Event Horizon Telescope Results. VI. The Shadow and Mass of the Central Black Hole, The Event Horizon Telescope Collaboration

pdp.

Otra explicación para los FRBs.

Las fulguraciones rápidas en radio-ondas (Fast Radio Burst – FRB) son eventos breves y energéticos que se manifiestan en ondas de radio.
Aparecieron como un desafío y se cree que tienen su origen fuera de la galaxia y están vinculados con objetos exóticos y masivos como agujeros negros y/o estrellas de neutrones en sistemas rodeados de materia.
De todos los FRB detectados, sólo uno, el catalogado como FRB 121102 es periódico; el resto de dio aleatoriamente sorprendiendo a los observadores.
La periodicidad de 121102, permitió “esperarlo” y observarlo desde diferentes observatorios. Así se lo ubico en una galaxia enana (pdp, 12/ene/2018, Posibles escenarios de la fuente FRB 121102, https://paolera.wordpress.com/2018/01/12/posibles-escenarios-de-la-fuente-de-frb-121102/).

Se ha detectado un segundo FRB capaz de repetirse.
Se observó que estos eventos muestran un desvanecimiento hacia menores frecuencias luego de la fulguración principal. Un modelo publicado a principios del 2019, parece explicar el origen de los FRB.
Se sugiere material en un ambiente de intenso campo magnético generado por una estrella que podría ser un magnetar (una estrella de neutrones con un potente campo magnético), aunque no necesariamente.

GRAPHIC: How fast radio bursts work

Ilustración crédito de Lucy Reading-Ikkanda/Quanta Magazine

La estrella emite una llamarada de materia ionizada (partículas atómicas), como toda estrella incluso nuestro Sol, pero de gran intensidad. Esas partículas chocan con materia previamente eyectada dando origen a una onda de choque dentro del intenso campo magnético.
En este evento, las partículas interaccionan dentro del intenso campo y se origina una brusca y breve emisión en ondas de radio; aparece el FRB.
El modelo predice que ese evento transitorio termina con una disminución de la radiación a medida que también disminuye en frecuencia, cosa que se ha observado.
Esta teoría también predice que debe darse emisión en rayos gamma y en rayos X. Ahora, se está buscando este tipo de radiación que acompañe al FRB; de darse, esta teoría tendría más evidencias a su favor.

Este modelo debe enfrentarse con el que explica los FRBs como originados en la fusión de estrellas de neutrones, donde también se darían destellos gamma y X y hasta ondas gravitacionales.
Posiblemente los FRB tengan distintos orígenes y se deban a ambos motivos y hasta quizás a otros. También podrían ser que todas las fuentes de FRB sean repetitivas y que sólo sea cuestión de esperar lo suficiente.

Referencias:

Fuente:

  • arXiv:1902.01866v1 [astro-ph.HE] 5 Feb 2019, Fast radio bursts as synchrotron maser emission from decelerating relativistic blast waves, Brian D. Metzger et al.
    https://arxiv.org/pdf/1902.01866.pdf

pdp.

Posible agujero negro de masa intermedia en Sagitario.

Los agujeros negros son regiones de tan alta gravedad que ni la luz puede escapar de ellas.
En su centro, hay un objeto masivo colapsado como generador de ese tremendo campo gravitatorio.
Los hay de tipo estelar, con una masa cientos de veces la masa del Sol; y supermasivos, de millones de veces la masa de nuestra Estrella.
Entre los cientos y los millones se ubican los de miles de veces la masa del Sol; esos son los elusivos y poco descubiertos agujeros negros de masa intermedia.
Se piensa que en el centro de los cúmulos globulares (agrupación de estrellas en forma de globo) hay un agujero negro de este tipo.

Los agujeros negros emiten desde sus vecindades, de donde aún puede escapar la energía. Cuando están rodeados de materia, ésta se arremolina mientras cae en el agujero negro. En ese proceso se recalienta por autofricción y emite energía, además de alimentar unos chorros bipolares de materia y energía.
Si el agujero negro no está rodeado de materia, entonces nada tiene para que exista radiación desde sus cercanías y se mantiene inactivo y “silencioso”.
Pero otras veces, la misma materia que lo rodea impide que la radiación producida cerca de él llegue a ser observada; incluso, pueden disimularse los chorros bipolares dependiendo de la intensidad de la energía irradiada.

A unos 25 mil años luz de casa, en la dirección del centro galáctico, en la constelación de Sagitario, se observó una nube de gas con movimiento circular, como de remolino.
Esto es típico de nubes de gas sintiendo la gravedad de un objeto masivo.
Las observaciones del movimiento de esta nube, son consistentes con movimientos orbitales (Keplerianos) en torno a una masa de unas 30 mil veces la del Sol.

Ilustración crédito de NOAJ

No se detectó observacionalmente la presencia de esa masa, la que estaría contenida en una región menor a nuestro Sistema Solar.
La falta de observación y las características de ese objeto, hacen suponer que se trata de un agujero negro de masa intermedia. Por su cercanía al centro galáctico, podría terminar siendo asimilado por el supermasivo que hay en el centro de la Vía Láctea.

 

Referencia:

Fuente:

pdp.