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"Los termostatos del universo"

"Los termostatos del universo" - Los agujeros negros supermasivos encontrados para regular el crecimiento de la galaxia



"Creemos que los agujeros negros supermasivos actúan como termostatos," dijo Brian McNamara, presidente de investigación de la Universidad de Astrofísica de la Universidad de Waterloo. "Ellos regulan el crecimiento de las galaxias".

Los datos de un satélite de rayos X ya desaparecida está proporcionando nuevos conocimientos sobre la tira y afloja-compleja entre las galaxias, el plasma caliente que los rodea, y los agujeros negros gigantes que acechan en sus centros.

Despegaron desde Japón el 17 de febrero de 2016, la agencia espacial japonesa (JAXA) observatorio de rayos X Hitomi funcionó durante poco más de un mes antes de que se perdió el contacto y la nave se desintegró. Sin embargo, los datos obtenidos durante las pocas semanas fue suficiente para pintar un nuevo cuadro sorprendente de las fuerzas dinámicas en el trabajo dentro de las galaxias.

La nueva investigación, publicada en la revista Nature de hoy, revela datos que demuestra la importancia de los agujeros negros gigantes en los centros galácticos son a la evolución de las galaxias en su conjunto.

Durante su corta vida, el satélite Hitomi recoge datos de rayos X del núcleo del cúmulo de Perseo, un enorme grupo ligado gravitacionalmente de cientos de galaxias. Situado a unos 240 millones de años luz de la tierra, el cúmulo de Perseo es una de las mayores estructuras conocidas en el universo. El grupo incluye no sólo la materia ordinaria que forma las galaxias, sino una "atmósfera" de plasma caliente con una temperatura de decenas de millones de grados, así como un halo de materia oscura invisible.

Estudios anteriores, que se remontan a la década de 1960, han demostrado que cada una de las galaxias en el cúmulo - y de hecho la mayoría de las galaxias - probablemente contiene un agujero negro supermasivo en su centro, un objeto de 100 millones a más de diez mil millones de veces más masivo que nuestro Sol .

"Estos agujeros negros gigantes se encuentran entre los generadores de energía más eficientes del universo, cien veces más eficiente que un reactor nuclear", dijo McNamara del Departamento de Física y Astronomía de Waterloo, en la Facultad de Ciencias. "La materia que cae en el agujero negro está desgarrado, liberando enormes cantidades de energía en forma de partículas a alta velocidad y energía térmica."

Este calor se libera justo desde el horizonte de sucesos del agujero negro, el límite de no retorno. La cuestión que queda es absorbida por el agujero negro, añadiendo a su masa. La energía liberada se calienta el gas circundante, creando burbujas de plasma caliente que ondulan a través de la agrupación, al igual que las burbujas de aire se levantan en un vaso de champán.

La investigación arroja luz sobre el papel crucial que juega este plasma caliente en la evolución galáctica. Los investigadores ahora están abordando el tema más importante en la formación de la estructura del universo y preguntando: ¿por qué no la mayor parte del gas se enfríe y se forman las estrellas y galaxias? La respuesta parece ser que las burbujas creadas por explosiones de energía de los agujeros negros mantienen las temperaturas demasiado altas para este tipo de estructuras a la forma.

"Cada vez que un poco de gas cae en el agujero negro, se libera una enorme cantidad de energía", dijo McNamara. "Se crea estas burbujas, y las burbujas de mantener el plasma caliente. Eso es lo que evita que se convierta en galaxias aún más grande de lo que son ahora ".

Debido a que el plasma es invisible a los ojos, y para los telescopios ópticos, no fue hasta la llegada de la astronomía de rayos X que la imagen completa empezó a surgir. A la luz visible, el cúmulo de Perseo parece contener muchas galaxias individuales, separados por espacio aparentemente vacío. En una imagen de rayos X, sin embargo, las galaxias individuales son invisibles, y la atmósfera de plasma, centrada en la galaxia más grande de la agrupación, conocida como NGC 1275, domina la escena.

imágenes de luz visible y rayos X del cúmulo de galaxias de Perseo (que se muestran en la parte superior de la página). Dos imágenes muestran el cúmulo de galaxias de Perseo. La imagen de la izquierda muestra una imagen de cerca de activo galaxia NGC 1275, el miembro central, dominante del cúmulo de Perseo (crédito: Datos - Hubble Legado Archivo, la ESA, la NASA; Procesamiento - Al Kelly). La imagen de la derecha muestra el clúster utilizando un telescopio de rayos X revela la atmósfera de plasma que envuelve todo el cúmulo de galaxias.

A pesar de que el agujero negro en el centro de NGC 1275 tiene sólo una milésima parte de la masa de su galaxia anfitriona, y tiene un volumen mucho menor, que parece tener una gran influencia en la forma en la galaxia y cómo la atmósfera de plasma caliente que rodea evolucionar.

"Es como si la galaxia de alguna manera sabe acerca de este agujero negro que se sienta en el centro", dijo McNamara. "Es como si el termostato de la naturaleza, que mantiene a estas galaxias crezcan. Si la galaxia intenta crecer demasiado rápido, la materia cae en el agujero negro, la liberación de una enorme cantidad de energía, que expulsa la materia y evita que se formen nuevas estrellas ".

McNamara señala que el horizonte de sucesos real del agujero negro es aproximadamente el mismo tamaño que nuestro sistema solar, por lo que es tan pequeño en comparación con su galaxia madre como una uva es a la Tierra. "¿Qué está pasando en esta pequeña región está afectando a un gran volumen de espacio", dijo.


The Daily Galaxy via University of Waterloo

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