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Conclusiones de la observación del agujero negro de M87

La observación del agujero negro central de M87, sirvió para mucho.
Son varios los beneficios de haber observado la sombra del agujero negro central de la galaxia M87 a unos 55 millones de años luz de casa (pdp, Primera imagen de agujero negro – El supermasivo de M87 en Virgo, https://paolera.wordpress.com/2019/04/10/primera-imagen-de-agujero-negro-el-supermasivo-de-m87-en-virgo/).

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

En primer lugar se pudo observar lo que hasta ese momento era un objeto predicho por la teoría, o sea que se confirmó su teórica existencia con la observación.

En base al estudio de las estrellas que lo orbitan se estimaba que se mas era de 6 600 000 000 de masas Solares. En base al gas que lo rodeaba (observado en Rayos X), se estimaba que su masa era de 2 400 000 000 masas Solares, cifra que luego de mejoró a 3 500 000 000 de masas Solares.
En base a la observación, el diámetro del horizonte de sucesos (diámetro dentro del cual nada se observa) es de unos 38 000 000 000 Km. Eso implica una masa de 6 500 000 000 de masas Solares.
Luego, no sólo se pudo confirmar su masa sino que, además, se demuestra que el método basado en las estrellas que orbitan un agujero negro es mejor que el basado en el gas que lo rodea.

Finalmente, se pensaba que el agujero negro de M87 estaba relacionado con un agujero de gusano; un pasaje entre distintos lugares del espacio – tiempo.
Según la misma teoría que respalda la existencia de ese tipo de pasadizos, este agujero negro no cumple con las características que debería tener para estar relacionado a un agujero de gusano. Por ejemplo, entre otras cosas, debería ser más chico de lo que se observa. Así entonces, al menos el agujero negro central de M87, no está relacionado con un agujero de gusano.

Rerefencia:

Fuente:

pdp.

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.

Grumos en los jets de M87.

M87. Imagen crédito de NASA, STScI, WikiSky

M 87 [1], es una galaxia elíptica gigante muy brillante con núcleo activo, siendo la galaxia de ese tipo más cercana a nosotros.
En la actividad de su núcleo potenciado por el agujero negro súper masivo que vive allí, está la emisión de jets relativísticos; chorros de materia y energía a altas temperaturas y grandes velocidades.

En 1999, se detectó la presencia de estructuras exóticas dentro de los jets, entre ellas se destacó un grumo o nudo catalogado como HST-1.
Se siguió la evolución de esta estructura a lo largo de los años. Se encontró que variaba su actividad en rayos X [2] mostrando aumentos y disminuciones de energía de ese tipo.
Se trata de un frente de choque. Puede ser una interacción del chorro de materia con material pre-existente en su camino o variaciones de velocidad con que se insufla la materia del jet (como si “tosiera”). En ambos casos hay choques de materia, un flujo de materia a velocidad que se lleva por delante a otro de velocidad menor produciendo esas estructuras observadas y la consabida emisión de energía en el choque.

Actualización del 03/jun./2015 a las 08:50 HOA (GMT -3).
Estructuras similares se observan en otros jets, como por ejemplo en los de la galaxia elíptica NGC 3862

En este caso, se observa cómo chocan los grumos entre ellos (el de medio se lleva por delante al de la derecha) liberando gran cantidad de energía. El video se realizó con imágenes obtenidas en diferentes épocas (1994, 1996, 2002 y 2014.)

Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Galaxia_elíptica_M87
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_X

Fuente:

pdp.

Primer cúmulo globular hiperveloz detectado.

Hay estrellas de alta velocidad, empujadas por diferentes procesos. Algunas son ex-integrantes de un sistema binario [1], donde una de las estrellas estalló liberando a su compañera. Otras son aceleradas en encuentros cercanos gravitatorios con otras estrellas, en particular las que sufren interacciones gravitacionales de 3 cuerpos cerca del centro galáctico, donde interviene el agujero negro central.

En la dirección de M87 [2], una galaxia elíptica ubicada en el centro del cúmulo galáctico de Virgo [3], se observó un objeto acercándose a nosotros a la impresionante velocidad de 1000 Km. por segundo, la que es una velocidad muy atípica para esa región.  La fotometría [4] y espectroscopía [5] del objeto, son coherentes en confirmar que se trata de algo masivo. Obviamente, un objeto de ese tipo fue acelerado por un encuentro gravitacional de 3 cuerpos. Un modelo sugiere que puede tratarse de un agujero negro(*) eyectado que en su viaje arrastra estrellas a su alrededor. En este caso, se trataría de un objeto muy exótico y difícil de darse. Lo más probable es que se trate de un cúmulo globular(**) eyectado de M87 por un encuentro gravitacional de 3 cuerpos con la intervención del agujero negro supermasivo de su galaxia anfitriona. Así se lo catalogó como HVGC-1 (Hyper Velocity Globular Cluster – 1; o sea Cúmulo Globular de Hipervelocidad -1)

Es altamente probable, que en el encuentro gravitatorio que lo aceleró, el cúmulo haya perdido estrellas quedándose con las más cercanas y ligadas el centro donde se supone que puede vivir un agujero negro de masa intermedia.
El gran valor medido de la velocidad, corresponde a su velocidad radial (en la dirección del observador), por lo que es lógico suponer que su velocidad espacial está orientada en su mayor parte hacia nosotros, lo que hace que su velocidad tangencial (perpendicular a la dirección de observación) sea muy pequeña, de lo contrario, su velocidad espacial sería mucho mayor aún. Así y todo, estaría más dejos del centro de su galaxia que los 255 mil años luz de separación proyectada sobre el cielo. Teniendo en cuenta su velocidad radial observada, llevaría la velocidad necesaria para escapar de su galaxia, estaría recorriendo unos 7 años luz por milenio, luego es muy probable que actualmente (sin considerar al distancia que nos hace ver todo en tiempo pasado) ya haya salido del Cúmulo de Virgo y esté vagando por el espacio intercumular (entre los cúmulos de galaxias).

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Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Estrella_binaria
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Galaxia_el%C3%ADptica_M87
  3. http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%BAmulo_de_Virgo
  4. http://es.wikipedia.org/wiki/Fotometr%C3%ADa
  5. http://es.wikipedia.org/wiki/Espectroscopia_astron%C3%B3mica

(*) – http://es.wikipedia.org/wiki/Agujero_negro
(**) – http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%BAmulo_globular

Fuente:

  • A Globular Cluster Toward M87 with a Radial Velocity < -1000 km/s: The First Hypervelocity Cluster – http://arxiv.org/abs/1402.6319

pdp.