17 de julio de 2013

La nube desgarrada por el agujero negro

¿Qué le ocurriría a un astronauta si se acercase demasiado a un agujero negro? Si pudiésemos ver a ese astronauta a través de un gran telescopio, veríamos como desaparece en el horizonte de sucesos del agujero, aunque para el propio astronauta, esa sensación de "caída" la tendría durante mucho más tiempo del que nosotros hemos apreciado. Cosas de la relatividad.

También veríamos como el astronauta se estira en un proceso de "espaguetización", convirtiéndose en un ente mucho más largo de lo que corresponde a un ser humano convencional. Debe de doler.

La nube de Sagitario

En el centro de nuestra galaxia hay un agujero negro, supermasivo por cierto, llamado Sgr A* (Sagitario A para los amigos), y en 2011 el VLT (Very Large Telescope) de ESO, descubrió una nube de gas acelerándose hacia él. Ahora esa nube se acerca a su máximo acercamiento, estando estirada y deformada debido al intenso campo gravitatorio que produce el agujero negro cuya masa se estima en 4 millones de veces la del Sol.

Simulación de la nube de gas pasando cerca del agujero negro supermasivo del centro de la galaxia tal y como era a mediados del año 2013. Las observaciones llevadas a cabo con el telescopio VLT de ESO confirman que la nube está ahora tan estirada que su parte frontal ya ha pasado por el punto más cercano y ahora se aleja del agujero negro mientras que la cola aún está cayendo hacia él. Créditos: ESO/S. Gillessen/MPE/Marc Schartmann.

Stefan Gillessen del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (Garching, Alemania) explica que "el gas que se encuentra en la cabeza de la nube se estira a más de 160.000 millones de kilómetros alrededor del punto más cercano de la órbita del agujero negro. Y el máximo acercamiento es a tan solo unos 25.000 millones de kilómetros del propio agujero negro", un máximo acercamiento equivalente a cinco veces la distancia que separa a Neptuno del Sol; aunque sea mucha distancia, es tanta la intensidad del campo gravitatorio que es suficiente como para atraer la nube con tanta fuerza como para desgarrarla.

Hablar del acercamiento de una nube no es hablar de un evento puntual, sino que como la nube tiene un tamaño, el proceso de acercamiento sucede a lo largo de un período de tiempo. Para el caso de esta nube en concreto, se estima que este evento dura aproximadamente un año.

El mapa de velocidad

A pesar de las dificultades para observar la nube a medida que se va estirando y deformando, la región se analizó minuciosamente con el instrumento SINFONI instalado en el VLT. Este instrumento es un espectrógrafo de campo integral, donde la luz recogida se separa en sus componentes de color en cada píxel y, teniendo en cuenta los desplazamientos del espectro, puede crearse un mapa de velocidad de la nube viendo qué zonas se mueven más rápido o más lento. Y eso es lo que hizo el equipo de astrónomos.

El eje horizontal del gráfico muestra la extensión de la nube a lo largo de su órbita y el eje vertical muestra las velocidades de las diferentes partes de la nube. La nube está ahora exageradamente estirada y hay varios millones de km/h de diferencia entre la velocidad de su parte frontal y la de la cola. Créditos: ESO/S. Gillessen.

"Lo más emocionante que vemos ahora en las nuevas observaciones es la cabeza de la nube que vuelve hacia nosotros a más de 10 millones de km/h a lo largo de la órbita, lo que supone un impresionante 1% de la velocidad de la luz", añade Reinhard Genzel, líder del equipo de investigación. De esta velocidad se deduce que la cabeza de la nube ya ha hecho su máximo acercamiento al agujero negro.

Estas observaciones llevadas a cabo con el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, utilizando el instrumento SINFONI, muestran cómo se estrecha y se desgarra una nube de gas a medida que pasa cerca del agujero negro supermasivo situado en el centro de la galaxia. La nube está ahora exageradamente estirada y hay varios millones de km/h de diferencia entre la velocidad de su parte frontal y la de la cola. Crédito: ESO/S. Gillessen.

El acercamiento de la nube al agujero negro está ahora en su punto álgido. Astrónomos a lo largo y ancho del planeta observan en detalle el comportamiento de la nube en su interacción con el agujero negro. Todas estas observaciones proporcionarán datos no sólo del agujero negro y de la nube, sino de todo el entorno que lo rodea, comprendiendo mejor los alrededores.
Esta investigación se presentó en el artículo con el título "Pericenter passage of the gas cloud G2 in the Galactic Center", por S. Gillessen et al, que aparece en la revista Astrophysical Journal.

El equipo está compuesto por S. Gillessen (Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemania [MPE]), R. Genzel (MPE; Departmentos de Física y Astronomía, Universidad de California, Berkeley, EE.UU.), T. K. Fritz (MPE), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), T. Ott (MPE), M. Schartmann (Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität, Múnich, Alemania [USM]; MPE), A. Ballone (USM; MPE) y A. Burkert (USM; MPE).

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