Enredados por la gravedad y destinados a fusionarse, dos posibles agujeros negros en una galaxia distante parecen estar encerrados en una danza intrincada. Los investigadores que usan datos del Galaxy Evolution Explorer GALEX de la NASA y el Telescopio Espacial Hubble de la NASA han encontrado el más convincenteconfirmación aún de la existencia de estos agujeros negros fusionados y se han encontrado nuevos detalles sobre su extraña señal cíclica de luz.
El dúo de agujeros negros candidato, llamado PG 1302-102, se identificó por primera vez a principios de este año utilizando telescopios terrestres. Los agujeros negros son el par de órbitas más estrecho detectado hasta ahora, con una separación no mucho mayor que el diámetro de nuestro solarsistema. Se espera que choquen y se fusionen en menos de un millón de años, desencadenando una explosión titánica con el poder de 100 millones de supernovas.
Los investigadores están estudiando este par para comprender mejor cómo se fusionan las galaxias y los monstruosos agujeros negros en sus núcleos, una ocurrencia común en el universo primitivo. Pero tan comunes como fueron estos eventos, son difíciles de detectar y confirmar.
PG 1302-102 es uno de los pocos buenos candidatos de agujeros negros binarios. Fue descubierto e informado a principios de este año por investigadores del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, después de que examinaron una señal de luz inusual proveniente del centro deuna galaxia. Los investigadores, que utilizaron telescopios en el Estudio Transitorio en Tiempo Real de Catalina, demostraron que la señal variable es probablemente generada por el movimiento de dos agujeros negros, que se balancean entre sí cada cinco años.No emite luz, el material que los rodea lo hace.
En el nuevo estudio, publicado en la edición del 17 de septiembre de Nature, los investigadores encontraron más evidencia para apoyar y confirmar la danza unida de estos agujeros negros. Utilizando datos ultravioleta de GALEX y Hubble, pudieron rastrear el sistemacambio de patrones de luz en los últimos 20 años.
"Tuvimos la suerte de contar con datos de GALEX", dijo el coautor David Schiminovich de la Universidad de Columbia en Nueva York. "Regresamos a los archivos de GALEX y descubrimos que el objeto había sido observado seis veces."
Hubble, que ve la luz ultravioleta además de las longitudes de onda visibles y otras ondas de luz, también había observado el objeto en el pasado.
La luz ultravioleta fue importante para probar una predicción de cómo los agujeros negros generan un patrón de luz cíclica. La idea es que uno de los agujeros negros en el par esté emitiendo más luz: está engullendo más materia que el otrouno, y este proceso calienta la materia que emite luz energética. A medida que este agujero negro orbita alrededor de su compañero cada cinco años, su luz cambia y parece iluminarse mientras se dirige hacia nosotros.
"Es como si una bombilla de 60 vatios de repente pareciera ser de 100 vatios", explicó Daniel D'Orazio, autor principal del estudio de la Universidad de Columbia. "Cuando la luz del agujero negro se aleja de nosotros, aparece como unatenuador de 20 vatios "
¿Qué está causando los cambios en la luz? Un conjunto de cambios tiene que ver con el efecto "cambio azul", en el que la luz se exprime a longitudes de onda más cortas a medida que viaja hacia nosotros de la misma manera que la sirena de un coche de policía chilla a frecuencias más altasmientras se dirige hacia ti. Otra razón tiene que ver con la enorme velocidad del agujero negro.
El agujero negro más brillante, de hecho, viaja a casi el siete por ciento de la velocidad de la luz, en otras palabras, muy rápido. Aunque el agujero negro tarda cinco años en orbitar a su compañero, está viajando grandes distancias.sería como si un agujero negro lamiera todo nuestro sistema solar desde las franjas exteriores, donde se encuentra la nube de cometas Oort, en solo cinco años. A velocidades tan altas como esta, que se conocen como relativistas, la luz se intensifica y se vuelve más brillante.
D'Orazio y sus colegas modelaron este efecto basándose en un artículo anterior de Caltech y predijeron cómo debería verse en la luz ultravioleta. Determinaron que, si el brillo y la atenuación periódica previamente vistos en la luz visible se deben al efecto de aumento relativista, entonces el mismo comportamiento periódico debería estar presente en las longitudes de onda ultravioleta, pero amplificado 2.5 veces. Efectivamente, la luz ultravioleta de GALEX y Hubble coincidió con sus predicciones.
"Estamos fortaleciendo nuestras ideas de lo que está sucediendo en este sistema y comenzando a entenderlo mejor", dijo Zoltan Haiman, coautor de la Universidad de Columbia que concibió el proyecto.
Los resultados también ayudarán a los investigadores a comprender cómo encontrar agujeros negros aún más unidos en el futuro, lo que algunos consideran el santo grial de la física y la búsqueda de ondas gravitacionales. En los momentos finales antes de la unión final de dos agujeros negros, cuando giran fuertemente unos sobre otros como patinadores sobre hielo en una "espiral de muerte", se predice que enviarán ondas en el espacio y el tiempo. Estas llamadas ondas gravitacionales, cuya existencia se desprende de la teoría de la gravedad de Albert Einstein publicada hace 100 años, ten pistas sobre el tejido de nuestro universo.
Los hallazgos también son una puerta de entrada para comprender otros agujeros negros que se fusionan en todo el universo, una población generalizada que recién ahora comienza a revelar sus secretos.
El Instituto de Tecnología de California en Pasadena dirigió la misión Galaxy Evolution Explorer, que terminó en 2013 después de más de una década de escanear los cielos con luz ultravioleta. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, también en Pasadena, administró la misión y construyó el instrumento científicoJPL es administrado por Caltech para la NASA.
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA Agencia Espacial Europea. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial STScI en Baltimore, Maryland, realizaOperaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington.
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Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Laboratorio de Propulsión a Chorro . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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