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💫¿Qué iluminó el universo?

¿Qué iluminó el universo? Los agujeros negros pueden haber perforado galaxias oscurecidas, permitiendo que la luz se escape

30 de agosto de 2017

Fuente: Universidad de Iowa

Resumen:

Los investigadores tienen una nueva explicación de cómo el universo cambió de oscuridad a luz. Proponen que los agujeros negros dentro de las galaxias producen vientos lo suficientemente fuertes como para eliminar la materia que perfora agujeros en las galaxias, permitiendo que la luz escape.


HISTORIA COMPLETA

Las primeras galaxias conocidas en el universo. Algunas de estas galaxias se formaron sólo 600 millones de años después del Big Bang.

Crédito: ESA / NASA

Poco después del Big Bang, el universo se volvió completamente oscuro.

El intenso y seminal evento que creó el cosmos produjo tanto gas caliente y espeso que la luz quedó completamente atrapada. Mucho más tarde -quizás hasta mil millones de años después del Big Bang- el universo se expandió, se volvió más transparente y eventualmente se llenó de galaxias, planetas, estrellas y otros objetos que emiten luz visible. Ese es el universo que conocemos hoy.

Cómo surgió de las edades oscuras cósmicas a un estado más claro, lleno de luz sigue siendo un misterio.

En un nuevo estudio, los investigadores de la Universidad de Iowa ofrecen una teoría de cómo sucedió. Ellos piensan que los agujeros negros que habitan en el centro de las galaxias arrojan la materia con tanta violencia que el material expulsado atraviesa su entorno nublado, permitiendo que la luz escape. Los investigadores llegaron a su teoría después de observar una galaxia cercana de la que la luz ultravioleta está escapando.

"Las observaciones muestran la presencia de fuentes de rayos X muy brillantes que probablemente acrecen agujeros negros", dice Philip Kaaret, profesor del Departamento de Física y Astronomía de la UI y autor correspondiente en el estudio. "Es posible que el agujero negro esté creando vientos que ayuden a que la radiación ionizante de las estrellas escape, así que los agujeros negros pueden haber ayudado a que el universo sea transparente".

Kaaret y su equipo se centraron en una galaxia llamada Tol 1247-232, ubicada a unos 600 millones de años luz de la Tierra, una de las tres únicas galaxias cercanas a las que se ha encontrado que la luz ultravioleta ha escapado. En mayo de 2016, utilizando un telescopio de órbita terrestre llamado Chandra, los investigadores vieron una sola fuente de rayos X cuyo brillo crecía y decayaba y se localizaba dentro de una vigorosa región formadora de estrellas de Tol 1247-232.

El equipo determinó que era algo más que una estrella.

"Las estrellas no tienen cambios en el brillo", dice Kaaret. "Nuestro sol es un buen ejemplo de eso.

"Para cambiar en brillo, tienes que ser un objeto pequeño, y eso realmente lo reduce a un agujero negro", dice.

Pero, ¿cómo un agujero negro, cuya intensa tracción gravitatoria chupa todo lo que la rodea, también expulsa la materia?

La respuesta rápida es que nadie sabe a ciencia cierta. Los agujeros negros, después de todo, son difíciles de estudiar, en parte porque su inmenso tirón gravitatorio no permite que ninguna luz escape y porque están incrustados profundamente dentro de las galaxias. Recientemente, sin embargo, los astrónomos han ofrecido una explicación: Los chorros de materia que escapa están aprovechando la energía rotacional acelerada del mismo agujero negro.

Imagínese un patinador de la figura que gira con los brazos outstretched. Cuando la patinadora dobla sus brazos más cerca de su cuerpo, ella gira más rápido. Los agujeros negros funcionan de la misma manera: a medida que la gravedad atrae la materia hacia dentro hacia un agujero negro, el agujero negro también gira más rápido. A medida que aumenta la fuerza gravitacional del agujero negro, la velocidad también crea energía.

"A medida que la materia cae en un agujero negro, comienza a girar y la rápida rotación empuja una fracción de la materia hacia afuera", dice Kaaret. "Están produciendo estos fuertes vientos que podrían abrir una vía de escape para la luz ultravioleta. Eso podría ser lo que sucedió con las primeras galaxias".

Kaaret planea estudiar Tol 1247-232 más de cerca y encontrar otras galaxias cercanas que están goteando la luz ultravioleta, lo que ayudaría a corroborar su teoría.

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