Son los propios rayos de la Estrella de la Muerte de la naturaleza: chorros de energía ultrapotentes que disparan desde la vecindad de agujeros negros como rayos mortales de la súper arma de Star Wars.
Ahora, un equipo de científicos dirigido por la Universidad de Southampton se ha acercado un paso más a la comprensión de estos misteriosos fenómenos cósmicos, conocidos como chorros relativistas, midiendo la rapidez con que se 'encienden' y comienzan a brillar una vez que se lanzan.
La forma en que se forman estos chorros sigue siendo un enigma. Una teoría sugiere que se desarrollan dentro del 'disco de acreción': la materia es absorbida por la órbita de un agujero negro en crecimiento. La gravedad extrema dentro del disco se retuerce y estira campos magnéticos, apretando caliente, material de disco magnetizado llamado plasma hasta que estalle en forma de pilares magnéticos opuestos a lo largo del eje de rotación del agujero negro.
El plasma viaja a lo largo de estos chorros enfocados y gana una velocidad tremenda, disparando a través de vastos tramos de espacio. En algún momento, el plasma comienza a brillar intensamente, pero los científicos han debatido cómo y dónde ocurre esto en el chorro.
En un nuevo estudio publicado hoy [lunes, 30 de octubre] en Nature Astronomy, un equipo internacional de científicos dirigido por el Dr. Poshak Gandhi muestra cómo utilizaron observaciones precisas de múltiples longitudes de onda de un sistema binario llamado V404 Cygni, que consiste en una estrellay un agujero negro orbitando entre sí, con el agujero negro alimentándose de la materia de la estrella que cae a través del disco, para arrojar luz sobre este fenómeno tan debatido.
V404 Cygni se encuentra a unos 7,800 años luz de distancia en la constelación de Cygnus, y pesa aproximadamente nueve de nuestros Soles juntos. El Dr. Gandhi y sus colaboradores capturaron los datos en junio de 2015, cuando se observó a V404 Cygni irradiando uno delos `` estallidos '' de luz más brillantes de un agujero negro jamás vistos: lo suficientemente brillantes como para ser visibles a los pequeños telescopios utilizados por los astrónomos aficionados, y lo suficientemente enérgicos como para desgarrar un planeta similar a la Tierra si se enfoca adecuadamente.
Utilizando telescopios en la Tierra y en el espacio observando exactamente al mismo tiempo, capturaron un retraso de 0.1 segundos entre los destellos de rayos X emitidos desde cerca del agujero negro, donde se forma el chorro, y la aparición de destellos de luz visible, marcando elmomento en que el plasma a reacción acelerado comienza a brillar.
Este retraso de 'parpadeo' se calculó para representar una distancia máxima de 19,000 millas 30,000 km, imposible de resolver a la distancia de V404 con cualquier telescopio actual.
El Dr. Gandhi, de la Universidad de Southampton, dijo: "Los científicos han estado observando aviones durante décadas, pero están lejos de comprender cómo la naturaleza crea estas estructuras alucinantes y energéticas alucinantes".
"Ahora, por primera vez, hemos capturado el retraso de tiempo entre la aparición de los rayos X y la aparición de la luz óptica en un agujero negro de masa estelar en el momento en que se activa el plasma de chorro. Esto pone fin a la controversiacon respecto al origen de los flashes ópticos, y también nos da una distancia crítica sobre la cual el chorro de plasma debe haber sido fuertemente acelerado a velocidades cercanas a la de la luz ".
adentro Star Wars términos, la medición clave de este estudio puede compararse aproximadamente con la medición de la distancia entre la superficie de la Estrella de la Muerte, donde se disparan múltiples rayos de luz, y el punto donde convergen en un solo haz brillante.
"Pero la física de los chorros de agujeros negros no tiene nada que ver con los láseres o los cristales ficticios de Kyber que alimentan a la Estrella de la Muerte. La naturaleza ha encontrado otras formas de alimentar los chorros", dijo el Dr. Gandhi. "La gravedad y los campos magnéticos juegan los papeles claveaquí, y este es el mecanismo que estamos tratando de desentrañar "
El estudio también crea un vínculo entre V404 Cygni y los agujeros negros supermasivos, que se encuentran en el centro de las galaxias masivas y que pesan miles de millones de veces más que los agujeros negros de masa estelar. Física de chorro similar puede aplicarse a todos los agujeros negros.
El Dr. Gandhi dijo: "Este es un descubrimiento emocionante e importante que puede retroalimentarse en la teoría sobre los chorros relativistas y contribuye a nuestra comprensión cada vez mayor de los agujeros negros".
La emisión de rayos X, que representa el disco de acreción que 'alimenta' el chorro en su base, fue capturada desde la órbita terrestre por el telescopio NuSTAR de la NASA, mientras que el chorro se hizo visible cuando la cámara ULTRACAM captó la luz óptica., montado en el telescopio William Herschel en La Palma, en las Islas Canarias.
El profesor Vik Dhillon, de la Universidad de Sheffield, el investigador principal detrás de ULTRACAM, comentó: "Este descubrimiento fue posible gracias a que nuestra cámara reunió 28 cuadros por segundo. Demuestra el potencial sin explotar de estudiar fenómenos astrofísicos a altas velocidades".
Al mismo tiempo, un equipo del profesor Rob Fender, de la Universidad de Oxford, observó las ondas de radio de las porciones extendidas del plasma de chorro, utilizando el radiotelescopio AMI-LA, en Cambridge, Reino Unido.
El profesor Fender dijo: "Estas observaciones son otro paso importante para comprender exactamente cómo se forman los chorros relativistas por los agujeros negros. Las detecciones de radio provienen del chorro externo y son el indicador clave inequívoco de la actividad del chorro en curso. La óptica, los rayos X yla radio también fue crucial para ese descubrimiento "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Southampton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :