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Tema: El nacimiento de un agujero negro

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    Predeterminado El nacimiento de un agujero negro

    Espacioprofundo.es 04/05/13

    A medida que una estrella quema su combustible, crea elementos más pesados que el hidrogeno y el helio que quedan encerrados en el núcleo, cuando este combustible se agota, ya no hay nada que pueda mantener bajo control las fuerzas presentes en el interior de la estrella, y si la estrella era lo suficientemente masiva, colapsa sobre si misma dejando atrás uno de los más enigmáticos cuerpos del Universo, un objeto tan denso que ni tan siquiera la luz puede escapar de ellos, un agujero negro.

    De acuerdo con un nuevo análisis de un astrofísico en el Instituto de Tecnología de California (Caltech), justo antes de que se formen esos devoradores cósmicos, la estrella moribunda podría generar una clara explosión de luz que permitirá a los astrónomos presenciar el nacimiento de un nuevo agujero negro por primera vez.

    Tony Piro, investigador postdoctoral del Caltech, describe esta firma explosiva de luz en un artículo publicado en la edición del 01 de mayo de Astrophysical Journal Letters. Mientras que algunas estrellas moribundas que dan lugar a agujeros negros explotan como explosiones de rayos gamma, un evento que se encuentran entre los fenómenos más energéticos del universo, pero estos casos son poco frecuentes y requieren la intervención de una serie de circunstancias ‘exóticas’. “No creemos que la mayoría de los típicos agujeros negros se creen de esa manera.” En la mayoría de los casos, de acuerdo con una de las hipótesis sobre su formación, una estrella moribunda produce un agujero negro sin emitir una explosión o un flash de energía, la estrella simplemente desaparece del firmamento, este evento se conoce como una un-nova. ”No se ve una explosión, solo ves una desaparición.”

    Sin embargo, la hipótesis de Piro señala que esto no debería pasar, “Tal vez no sea tan aburrido como lo que pensábamos”.

    Según la teoría bien establecida, cuando una estrella masiva muere, su núcleo se colapsa bajo su propio peso. A medida que se colapsa, los protones y los electrones que forman el núcleo se fusionan y dan lugar a la aparición de neutrones. Durante unos segundos, justo antes de que colapse en un agujero negro, el núcleo se convierte en un objeto extremadamente denso llamado estrella de neutrones, un objeto dan denso que tendría la masa de nuestro sol en una esfera de apenas 10 kilómetros de diámetro. Durante este proceso de colapso también se crean neutrinos, partículas que son capaces de atravesar la materia a casi la velocidad de la luz. A medida que el flujo de neutrinos emana del núcleo central, arrastran tras de sí una gran cantidad de energía, tanta que representaría una décima parte de la masa del Sol (ya que la energía y la masa son equivalentes, por aquello de E = mc2).

    Según un documento poco conocido, escrito en 1980 por Dmitry Nadezhin del Instituto Alikhanov de Física Teórica y Experimental en Rusia, esta rápida pérdida de masa significa que la fuerza gravitacional del núcleo de la estrella moribunda desciende bruscamente. Cuando eso sucede, las capas gaseosas externas, principalmente hidrógeno que no ha sido quemado, y que todavía rodean al núcleo vuelven a escapar hacia el exterior, generando así una onda de choque que atraviesa todas las capas externas a unos 1.000 kilómetros por segundo (más de 3 millones de kilómetros por hora).

    Gracias a una seria de simulaciones informáticas, astrónomos de la Universidad de California en Santa Cruz, Elizabeth Lovegrove y Stan Woosley, descubrieron que cuando la onda de choque choca con la superficie exterior de las capas gaseosas, el gas se calentaría, emitiendo un brillo que dudaría durante casi un año, una señal prometedora del nacimiento de un agujero negro. Aunque esta señal seria cerca de un millón de veces más brillante que el sol, este brillo sería relativamente débil en comparación con otras estrellas. ”Sería difícil de ver, incluso en galaxias que estén relativamente cerca de nosotros”, señalo Piro.

    Pero ahora Piro dice que ha encontrado una señal más prometedora. En su nuevo estudio, analiza con más detalle lo que puede ocurrir en el momento en que la onda expansiva golpea la superficie de la estrella, y calcula que el impacto en sí haría generaría un resplandor de 10 a 100 veces más brillante que el predicho por Lovegrove y Woosley. ”Ese Flash va a ser muy brillante, y nos da la mejor oportunidad para observar realmente que ocurrió en este evento”, explica Piro.”Esto es lo que realmente quieres buscar.”

    Pero este Flash de luz sería tenue si lo comparamos con las supernovas, aunque sería lo suficientemente luminoso como para detectarlo en las galaxias cercanas. El flash, que duraría de 3 a 10 días antes de desaparecer, sería muy brillante en longitudes de onda ópticas, y mucho más en longitudes de onda ultravioleta.

    Piro estima que los astrónomos deberían ser capaces de ver a uno de estos eventos por año de media. Los diferentes estudios, como el Palomar Transient Factory (PTF), dirigido por el Caltech o el intermediate Palomar Transient Factory (iPTF), que mejora al PTF y que comenzó en febrero, podrían ser capaces de encontrar un par de estos eventos por año.

    Pero, hasta el momento, ninguno de ellos ha observado estos reveladores flashes pero eso no descarta su existencia. ”Con el tiempo vamos a empezar a preocuparnos si no encontramos estas cosas.” Pero por ahora, dice, sus expectativas son perfectamente validas.

    Con el análisis de Piro en la mano, los astrónomos deberían ser capaces de diseñar y poner a punto las encuestas adicionales para maximizar sus posibilidades de presenciar el nacimiento del agujero negro en un futuro próximo. Se espera que en 2015 comience la próxima generación de PTF, denominado Zwicky Transient Facility (ZTF), y será aún más sensible, mejorando las probabilidades de encontrar estos destellos de luz. ”Caltech está por lo tanto muy bien posicionado para buscar eventos transitorios como éste”, dice Piro.

    Durante la próxima década, el Large Synoptic Survey Telescope (LSST) iniciará un estudio masivo de todo el cielo nocturno. ”Si el LSST no detecta con regularidad este tipo de eventos, entonces eso va a decirnos que tal vez hay algo mal con esta idea, o que la formación de un agujero negro es mucho menos frecuente de lo que pensábamos”.
    jaume666 le gusta.

  2. El Siguiente Usuario Agradeció a valalca Por Este Mensaje:

    jaume666 (05/05/2013)

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