Han encontrado un cuásar ultra luminoso con un agujero negro de doce mil millones de masas solares en redshift 6.30

XI GeoCarnaval

“Esta publicación participa en el XI Carnaval de Geología alojado por Educandonaturaleza“

Este es el titular, que ha salido publicado el 25 de febrero 2015, en la prestigiosa revista  Nature con un título bastante llamativo, para llamar la atención del lector pero algo confuso y que intentaré explicar :

Este mismo artículo también ha aparecido recientemente, en muchos medios de comunicación de forma distorsionada y alterada diciendo que ha aparecido un agujero negro de dimensiones enormes, que contradice  la teoría del big bang.

NGC 2276

Chandra de la NASA encuentra intrigante Miembro del Agujero Negro árbol genealógico http://chandra.si.edu/photo/2015/ngc2276/ngc2276_525.jpg

En una zona que normalmente es esférica alrededor de un agujero negro, el campo gravitatorio es tan intenso que nada puede escapar, cualquier cosa que se encuentre dentro de esta zona esférica será inevitablemente arrastrada hacía la singularidad y por tanto será destruido. El límite de esta zona invisible e intangible alrededor de esta singularidad, en donde la fuerza de gravedad que ni la luz puede escapar se le llama el << Horizonte de sucesos>>, el tamaño de esta zona depende de la cantidad de materia que cae dentro del agujero negro, cualquier cosa que toque este horizonte queda atrapado en el agujero negro, cualquier cosa que pase cerca del horizonte, imaginando que lleve un motor súper potente podría escapar de él, digamos que el horizonte es el límite. El horizonte de los sucesos una vez que se sobrepasa , es el punto en el que un objeto en cierta manera es arrastrado fuera del universo, no importa lo que haga no puede <<en principio>> regresar  al universo que conocemos. El centro del agujero negro se le llama singularidad, y  no sabemos si existe o no porque no hay forma de calcular sin que las formulas empiecen arrojar   resultados muy raros.

Monster agujero negro descubierto en el amanecer cósmico

Esto es una impresión artística de un cuásar con un agujero negro supermasivo en el universo distante. Crédito: Zhaoyu Li / Observatorio de la NASA / JPL-Caltech / Misti Montaña Read more at: http://phys.org/news/2015-02-monster-black-hole-cosmic-dawn.html#jCp

El horizonte de los sucesos que esta alrededor del agujero negro, puede hacerse muy grande o muy pequeño dependiendo de la materia que caiga en el agujero negro, mientras más materia caiga en el agujero negro más grande será el horizonte de los sucesos. Creo que es obvio  por qué se le llama agujero negro, se le llama así porque ni la luz puede escapar de él.

Los agujeros negros se conocen desde los años 70, tenemos evidencia de cómo se comporta la materia alrededor de los agujeros negros y sobre todo tenemos las formulas de la teoría  general de la relatividad, que describe lo que sucede en el ambiente cercano al agujero negro, esto nos permite describir lo que le pasa al gas si empieza a ser absorbido por un agujero. El gas comienza a caer sobre este objeto y comienza a girar, es algo parecido lo que pasa en una bañera cuando quitamos el tapón, comienza a girar, pues algo muy similar pasaría con este gas el gas empieza a girar sobre el agujero negro, comienza a calentarse, la fuerza de  gravedad va creciendo muy rápidamente según se acerque  al agujero negro.

Cuando se forma un remolino de gas alrededor de un agujero negro, la velocidad con la que se mueve el gas depende de la fuerza de la gravedad del agujero negro, el gas que se encuentra  a 100000 kilómetros del agujero negro ,siente  menos gravedad que el gas que se encuentre a 50000 kilómetros del agujero negro. Todos sabemos que la gravedad depende de la distancia en la que se encuentra los objetos, si cogemos dos rocas que estén a una distancia de 1 metro la gravedad de atracción será diferente que si las colocamos a ½ metro y según aproximemos las rocas ira aumentado la fuerza de gravedad,  ahora bien si las separamos paulatinamente la gravedad irá disminuyendo. Esto mismo ocurre con el gas que está en las proximidades del agujero negro, la parte del gas más cercana será atraído con mayor fuerza que la parte del gas que esté más alejada, esto hace que la parte más cercana gire mucho más rápidamente alrededor del agujero negro que la parte que está algo más lejos, como tenemos dos parte de gas que están en contacto y una se mueve más rápida que la otra el resultado es frotamiento, el gas que está más cerca se frota contra el gas que está más lejos y eso genera calor, y el calor generado es bestial es tanto calor que puede alcanzar  una temperatura de varios centeneras de millones de grados centígrados, una temperatura muy superior que la que hay en el interior del Sol. El gas cuando está muy caliente produce rayos X, se necesita calentar mucho aún gas a una temperatura muy alta para poder detectar rayos X a una distancia muy grande. Los agujeros negros se detectan así , detectamos gas muy caliente que están emitiendo rayos X, un gas muy turbulento , estas turbulencias hace que esta cantidad de rayos X este cambiando continuamente,  así que se detecta un punto luminoso en rayos X que está variando continuamente de intensidad, y eso nos sugiere que tenemos un remolino de gas extremadamente  caliente, la única cosa que puede producir este gas súper caliente es un agujero negro, así es como se han localizado las mayoría de los agujeros negros.

Emisión de energía, por un remolino de gas girando alrededor de un agujero negro. https://unabrevehistoriadecasitodo.files.wordpress.com/2015/03/afa69-1.jpg

En la década de los 60, los astrónomo ya venían detectando unos objetos muy luminosos y muy lejanos, estos objetos se ven como puntos luminosos pero que no son estrellas. Al pasar la luz por un prisma queda claro que no son estrellas comunes y corrientes.

Habría que explicar cómo a través de la luz podemos saber de qué están hechas las estrellas o cómo podemos saber, que los puntos que los astrónomos veían, no eran estrellas.

Gracias al espectro; si hacemos pasar la luz de una galaxia o de una luz proveniente del espacio, por un prisma o alguna otra cosa similar, hay varias técnicas para hacer esto ,generamos un arco iris, si tenemos un telescopio que tenga un sistema con buena dispersión, generamos un arco iris grande y detallado, que veremos una serie de rayas negras, un código de barra, esto se llama espectro de absorción. Si vemos una barra negra en una cierta región del naranja quiere decir que hay una variedad muy particular del naranja, que está siendo comida por alguna cosa que se encuentra entre la fuente  de luz y el observador , ese algo generalmente son átomo o moléculas.

Los átomos de hierro le gusta comerse cierto colores muy peculiares de luz, los átomo de sodio les pasa igual, se comen dos variedades muy peculiares del color amarillo, si vemos un espectro y detectamos dos de esas rayas que se encuentran en ciertos lugares muy peculiares del amarillo, ya sabemos  que ese patrón de rayas es producido  por los colores que están siendo comidos por los  átomos de sodio, y de esta manera sabemos que en la atmósfera de esa estrella hay átomos de sodio.

La luz viene de la estrella con todos los colores del arco iris y cuando observamos el espectro, algunos colores son filtrados por el sodio, cuando hacemos el  arco iris esos colores faltan y se ven rayas negras en el espectro, un código de barras. El patrón que genera el sodio es muy especial es como una huella dactilar, lo mismo pasa con el hierro y casi todos los elementos químicos, oxígeno, potasio, hidrógeno así de esta manera podemos saber cómo están formadas las galaxias, estrellas, etc…

Retomando a lo que observaron los astrónomos en la década de los años 60, cuando pasaban la luz por el prisma no fueron capaces de reconocer  los patrones de rayas que salían, no parecían coincidir con ningún elemento químico. Tiempo después de descubrir estos objetos que parecían parecer cuasi estrellas, es por ello que se llamaron cuásares. Después de estudiar estos objetos se dieron cuentan que esta luz están muy enrojecidas, y por ello le costó más trabajo en distinguir el código de barras,  porque estaba muy desplazado al rojo, cuando un objeto se alejan de nosotros la luz se desvía hacía el rojo << efecto doppler>> eso significa que estos objetos se están alejando a una velocidad muy elevada, cerca de la velocidad de la luz. Eso significa que por la velocidad que se están alejando deben de estar muy alejadas de nosotros.

Los cuásares después de varios estudios, resultaron ser los corazones ultra brillantes de galaxias jóvenes y estos corazones eran muy brillantes porque en el centro resulta que hay agujeros negros, estos agujeros negros están tragando mucho gas  y al hacerlo emiten una cantidad de luz y rayos x  extraordinariamente fabuloso.

Un micrófono inmóvil registra las sirenas de los policías en movimiento en diversos tonos dependiendo de su dirección relativa. https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Doppler

Los astrónomos han venido buscando a los cuásares más lejanos posibles, si observamos aún cuásar muy lejano eso significa que su luz ha tardado mucho tiempo en llegar a nosotros y eso significa que estamos viendo un cuásar increíblemente viejo.

Volviendo a la portada de la revista Nature, lo que viene a decir y que produjo mucho revuelo en los medios de comunicación, fue la existencia de un cuásar ultra lejano. El título dice: Han encontrado un cuásar ultra luminoso con un agujero negro de doce mil millones de masas solares con un corrimiento al rojo de 6.30; ese número se hace más grande mientras más lejos se hace el objeto que observamos. Mientras más lejos  este un objeto parece alejarse y más enrojecida aparece su luz y ese numero es lo que nos dice es el que está expresado en el título de Nature.

Monster agujero negro descubierto en el amanecer cósmico

El cuásar SDSS J0100 + 2802 recién descubierto es el que tiene el agujero negro más masivo y la más alta luminosidad entre todos los quásares distantes conocidos. La foto de fondo, proporcionada por el Observatorio de Yunnan, muestra la cúpula del telescopio 2,4 metros . Read more at: http://phys.org/news/2015-02-monster-black-hole-cosmic-dawn.html#jCp

 El nombre del cuásar  es: SDSS J010013.02 + 280225.8.

   SDSS; es el nombre abreviado de un catálogo, es un catálogo de todos  los objetos luminosos que hay en el cielo.

   Los números que aparecen son las coordenadas celestes, la longitud y la latitud celeste del objeto en cuestión, los números son muy largos porque están dando la posición en el cielo con mucha exactitud, si damos la distancia que hay entre Madrid y Barcelona, en kilómetros nos sale un número si lo damos en centímetros nos sale un número más grande.

Estos astrónomos se pusieron a estudiar este objeto y encontraron que se trata del corazón de una galaxia que estaba naciendo y que poco tiempo después del origen del universo, ya había llegado acumular una masa de aproximadamente de doce mil millones de masa solares, el agujero negro ya se había tragado doce mil millones de soles y todo ese material había ido a parar a un objeto muy pequeño. Este proceso no pudo durar más de 1000 millones de años, hay que recordar que este tiempo es muy corto en la vida de las galaxias, aunque para nosotros es un tiempo inimaginable.

Imaginar con matemáticas, como el gas formado durante el origen del universo que estaba disperso , que se pudo haber acumulado para formar un agujero negro y que este agujero lograra tragar el equivalente a doce mil millones de soles como el nuestro en solo 1000 millones de años,  significa que este objeto desde que nació se debió comportar de forma muy violenta, que algo ha ocurrido para que la materia se colapsara violentamente y formara un gran agujero negro y que este agujero negro  hubiera estado rodeado siempre de mucho gas. Solamente aquellos agujeros negros que se formaron alrededor  de zonas en donde había mucho gas podrían tragar suficiente gas  a lo largo de 1000 millones de años para poder llegar a ese tamaño.

Así, no es que contradiga la teoría del Big Bang, significa que no es fácil imaginar que un objeto así se pueda haber formado en sólo millones de años.

A continuación dejo un vídeo, Quantum Fracture,que por cierto quiero agradecer que me haya dejado alojarlo en mi blog,  explicando porque se calientan los agujeros negros que también me ha parecido bastante ilustrativo y que ayuda a entender este tema.

Referencias:

Cornell University Library

Nature

El explicador

Wikipedia

Wikipedia Cuásar

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6 pensamientos en “Han encontrado un cuásar ultra luminoso con un agujero negro de doce mil millones de masas solares en redshift 6.30

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  3. mcastigarcia

    Esto de la física cuántica y de la física general es algo que últimamente me está interesando, aunque me cuesta entender. Gracias por las explicaciones.
    Te dejo el enlace de este vídeo que me gustó mucho también
    “Ver un agujero negro – Seeing a black hole”

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    1. pablocoronado Autor de la entrada

      Gracias Marisa por tus comentarios, la verdad que es un tema muy interesante y a la vez estamos empezando a entender algo, pero todavía falta mucho, ojalá hubiera nacido 100 años más tarde. Gracias

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      1. pablocoronado Autor de la entrada

        Muy bien el vídeo del agujero negro, me ha gustado como lo ha explicado en la piscina muy interesante, gracias por el enlace

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