Arp 299, agujeros negros en galaxias en colisión

Publicado en El Sofista.
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¿Muestra la imagen un único agujero negro emitiendo radiación de alta energía o son dos? Para averiguarlo, los astrónomos apuntaron los telescopios espaciales NuSTAR y Chandra, de la NASA, hacia Arp 299, un dúo interesante de galaxias en colisión (clic en la imagen para ampliarla a 960 x 669 píxeles o verla bastante más grande).

Las dos galaxias de Arp 299 están comprometidas en un combate gravitatorio durante millones de años, aunque los agujeros negros centrales todavía no han entrado en contacto directo.

La imagen de alta resolución mostrada arriba fue registrada en luz visible por el Hubble y el halo difuso de rayos X (*) fue medido por NuSTAR, en el que los colores rojo, verde y azul dan cuenta de la intensidad.

Las observaciones de NuSTAR indican que sólo uno de los agujeros negros centrales se abre paso a través de una región llena tanto de polvo como de gas y, por lo tanto, emite rayos X al absorber materia.

La radiación de energía, que proviene únicamente del centro de la galaxia de la derecha, sin duda se produjo cerca, aunque no dentro, del horizonte de eventos del agujero negro central.

Es probable que en unos mil millones de años quede sólo una galaxia compuesta con un único agujero negro central supermasivo. No obstante, también es posible que el proceso se repita con otra galaxia.

Vía Foto astronómica del día correspondiente al 1° de noviembre de 2016. Esta página ofrece todos los días una imagen, fotografía o video del universo, junto con una breve explicación escrita por un astrónomo profesional. Crédito de la imagen: NASA, JPL-Caltech, GSFC, Hubble, NuSTAR.

(*) Rayos X: otra forma de luz

En 1895 el físico alemán Wilhelm Roentgen descubrió una nueva forma de radiación. La llamó radiación X para denotar su naturaleza desconocida. Esta radiación misteriosa tenía la capacidad de pasar a través de muchos materiales que absorben la luz visible. Los rayos X también tienen la capacidad de arrancar los electrones que se encuentran en los orbitales exteriores de los átomos. Desde su descubrimiento, estas propiedades excepcionales de los rayos X han sido de gran utilidad en muchos campos, como la medicina y la investigación de la naturaleza del átomo.

Ulteriormente se descubrió que los rayos X eran otra forma de luz. La luz es el resultado de la constante agitación y vibración de la materia.

Tal como un perrito juguetón, la materia no puede quedarse quieta. La silla en la que están sentados puede parecer inmóvil y sentirse de esa manera. Pero si pudiésemos observar el comportamiento de la materia en el nivel atómico, veríamos que los átomos y las moléculas vibran a cientos de billones de veces por segundo, chocando unas con otras, mientras que los electrones se mueven a velocidades que rozan el millón de kilómetros por hora.

Cuando las partículas cargadas chocan –o experimentan cambios bruscos en su movimiento— se generan paquetes de energía, llamados fotones, que se alejan de la escena del accidente a la velocidad de la luz (en la imagen de la derecha). De hecho, son luz o, para utilizar el término técnico, radiación electromagnética. Puesto que los electrones son las partículas cargadas conocidas más ligeras, son también las partículas más movedizas y, por lo tanto, las responsables de la producción de la mayor parte de los fotones del universo.

La luz puede tomar muchas formas: ondas de radio, microondas, infrarroja, visible u óptica, ultravioleta, rayos X y radiación gamma. Todas estas ondas son diferentes formas de luz.

La energía del fotón establece de qué clase de luz se trata. Las ondas de radio se componen de fotones de baja energía. Los fotones ópticos —los únicos fotones que podemos ver— son un millón de veces más energéticos que el típico fotón de radio. La energía de los fotones de los rayos X es desde cientos hasta miles de veces más elevada que la energía de los fotones ópticos.

El espectro electromagnético. La longitud de onda de la radiación producida por un objeto se relaciona generalmente con su temperatura (clic en la imagen para ampliarla).

La velocidad de las partículas cuando chocan o vibran impone un límite a la energía del fotón. La velocidad es también una medida de la temperatura. De esta manera, las partículas del aire se mueven en un día cálido a mayor velocidad que en un día frío.

Las temperaturas muy bajas (centenares de grados por debajo de cero) producen fotones de radio de baja energía y microondas, mientras que los cuerpos fríos como los nuestros (cerca de 37 grados centígrados) generan radiación infrarroja. Las temperaturas muy altas (millones de grados centígrados) generan rayos X. Más información (en inglés).

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