El telescopio Webb de la NASA "perfora" el cúmulo de balas y refina su masa

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA se centró recientemente en el Cúmulo Bala, obteniendo imágenes muy detalladas que muestran una abundancia sin precedentes de galaxias extremadamente tenues y distantes. Gracias a las nítidas observaciones del Webb en el infrarrojo cercano de esta región, los investigadores han cartografiado con mayor precisión el contenido de los cúmulos de galaxias en colisión .

“Con las observaciones del telescopio Webb, medimos cuidadosamente la masa del Cúmulo Bala con el mayor conjunto de datos de efecto de lente hasta la fecha, desde los núcleos de los cúmulos de galaxias hasta sus extremos”, afirmó Sangjun Cha, autor principal del artículo publicado en The Astrophysical Journal Letters y estudiante de doctorado en la Universidad Yonsei de Seúl, Corea del Sur. (Estudios previos del Cúmulo Bala con otros telescopios se basaron en datos de efecto de lente significativamente menores, lo que resultó en estimaciones menos precisas de la masa del sistema).

"Las imágenes de Webb mejoran dramáticamente lo que podemos medir en esta escena, incluyendo la localización de partículas invisibles conocidas como materia oscura ", dijo Kyle Finner, coautor y científico asistente en IPAC en Caltech en Pasadena, California.

Mapeando la materia oscura

Todas las galaxias están compuestas de estrellas, gas, polvo y materia oscura, unidos por la gravedad. El Cúmulo Bala está formado por dos conjuntos de galaxias muy masivos, conocidos como cúmulos de galaxias, que a su vez están unidos por la gravedad.

Estos cúmulos de galaxias actúan como lentes gravitacionales , amplificando la luz de las galaxias de fondo. «El efecto de lente gravitacional nos permite inferir la distribución de la materia oscura», afirmó James Jee, coautor, profesor de la Universidad de Yonsei e investigador asociado de la Universidad de California en Davis (UC Davis), California.

Para visualizar la lente gravitacional y la materia oscura, imagine un estanque lleno de agua clara y guijarros. «No se puede ver el agua a menos que haya viento, lo que provoca ondas», explicó Jee. «Esas ondas distorsionan la forma de los guijarros que se encuentran debajo, haciendo que el agua actúe como una lente». Lo mismo ocurre en el espacio, pero el agua es materia oscura y los guijarros son galaxias de fondo.

En total, el equipo midió miles de galaxias en las imágenes del Webb para calcular con precisión la masa visible e invisible de estos cúmulos de galaxias. También cartografiaron y midieron cuidadosamente la luz colectiva emitida por estrellas que ya no están ligadas a galaxias individuales, conocidas como estrellas intracúmulos.

El mapa revisado del Cúmulo Bala se muestra en una nueva imagen: sobre una imagen de la NIRCam (Cámara de Infrarrojos Cercanos) del Webb, se encuentran datos del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA que muestran el gas caliente en rosa, incluyendo la forma de bala a la derecha. Las mediciones refinadas de la materia oscura, calculadas por el equipo a partir de las observaciones del Webb, se representan en azul. (Véase los cúmulos de galaxias definidos dentro de los círculos discontinuos ).

Sus hallazgos son convincentes: «Confirmamos que la luz intracúmulo puede ser un indicador fiable de materia oscura, incluso en un entorno altamente dinámico como el Cúmulo Bala», afirmó Cha. Si estas estrellas no están ligadas a galaxias, sino a la materia oscura del cúmulo, podría ser más fácil determinar con mayor precisión la materia invisible.

En conjunto, las nuevas mediciones de los investigadores refinan significativamente nuestro conocimiento sobre la distribución de la masa en el Cúmulo Bala. El cúmulo de galaxias de la izquierda presenta una zona de masa asimétrica y alargada a lo largo del borde izquierdo de la región azul, lo cual es una pista que apunta a fusiones previas en ese cúmulo.

La materia oscura no emite, refleja ni absorbe luz, y los hallazgos del equipo indican que no muestra signos de autointeracción significativa. Si la materia oscura sí interactuara en las observaciones del Webb, el equipo observaría una diferencia entre las galaxias y su respectiva materia oscura.

“Al colisionar los cúmulos de galaxias, su gas fue arrastrado y abandonado, lo cual confirman los rayos X”, dijo Finner. Las observaciones del Webb muestran que la materia oscura aún se alinea con las galaxias y no fue arrastrada.

Aunque mediciones anteriores con otros telescopios también identificaron masa invisible además de la masa de las galaxias, aún era posible que la materia oscura pudiera interactuar consigo misma en cierta medida. Estas nuevas observaciones establecen límites más sólidos sobre el comportamiento de las partículas de materia oscura.

'Reproduciendo' la colisión

Los extraños nuevos cúmulos y la línea de masa alargada que identificó el equipo podrían significar que el Cúmulo Bala se produjo por más de una colisión de cúmulos de galaxias hace miles de millones de años.

El cúmulo más grande, que ahora se encuentra a la izquierda, podría haber sufrido una pequeña colisión antes de impactar contra el cúmulo de galaxias que se encuentra a la derecha. El mismo cúmulo más grande también podría haber experimentado una interacción violenta posteriormente, causando una sacudida adicional de su contenido. «Un escenario más complejo provocaría una enorme elongación asimétrica como la que observamos a la izquierda», dijo Jee.

La cabeza de un 'gigante'

El Cúmulo Bala es enorme, incluso en la vasta extensión del espacio. La cámara NIRCam del Webb cubrió una parte significativa de los enormes escombros con sus imágenes, pero no toda. "Es como ver la cabeza de un gigante", dijo Jee. "Las imágenes iniciales del Webb nos permiten extrapolar el peso del 'gigante' en su conjunto, pero necesitaremos futuras observaciones de todo el 'cuerpo' del gigante para obtener mediciones precisas".

En un futuro próximo, los investigadores también dispondrán de amplias imágenes en el infrarrojo cercano del Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA, cuyo lanzamiento está previsto para mayo de 2027. "Con Roman, tendremos estimaciones de masa completas de todo el Cúmulo Bala, lo que nos permitiría recrear la colisión real en las computadoras", dijo Finner.

El cúmulo Bala se encuentra en la constelación de Carina, a 3.800 millones de años luz de la Tierra.

¿Cuándo será el Apocalipsis? El Hubble pone en duda la certeza de una colisión galáctica.

Esta imagen de NGC 520, obtenida por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, ofrece un ejemplo de posibles escenarios de encuentro entre nuestra Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda. NGC 520 es el resultado de una colisión entre dos galaxias de disco que comenzó hace 300 millones de años.

Créditos: NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI/AURA)-Colaboración ESA/Hubble y B. Whitmore (STScI)

Ya en 1912, los astrónomos se dieron cuenta de que la galaxia de Andrómeda —que entonces se creía solo una nebulosa— se dirigía hacia nosotros. Un siglo después, utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, los astrónomos pudieron medir el movimiento lateral de Andrómeda y descubrieron que era tan insignificante que una eventual colisión frontal con la Vía Láctea parecía casi segura.

Un choque entre nuestra galaxia y Andrómeda desencadenaría una tormenta de nacimientos estelares, supernovas y, tal vez, el cambio de órbita de nuestro Sol. Las simulaciones sugerían que era tan inevitable como, en palabras de Benjamin Franklin, «la muerte y los impuestos».

Pero ahora, un nuevo estudio con datos del Hubble y del telescopio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA) indica que "no tan rápido". Investigadores, combinando observaciones de ambos observatorios espaciales, reexaminaron la predicción, largamente sostenida, de una colisión entre la Vía Láctea y Andrómeda, y descubrieron que es mucho menos inevitable de lo que los astrónomos habían sospechado.

"Tenemos el estudio más completo de este problema hoy en día que realmente incluye todas las incertidumbres observacionales", dijo Till Sawala, astrónomo de la Universidad de Helsinki en Finlandia y autor principal del estudio , que aparece hoy en la revista Nature Astronomy .

Su equipo incluye investigadores de la Universidad de Durham (Reino Unido), la Universidad de Toulouse (Francia) y la Universidad de Australia Occidental. Descubrieron que existe una probabilidad de aproximadamente el 50 % de que ambas galaxias colisionen en los próximos 10 000 millones de años. Basaron esta conclusión en simulaciones por computadora con los datos observacionales más recientes.

Estas imágenes de galaxias ilustran tres posibles escenarios de encuentro entre nuestra Vía Láctea y la vecina galaxia de Andrómeda. Arriba a la izquierda: Galaxias M81 y M82. Arriba a la derecha: NGC 6786, un par de galaxias en interacción. Abajo: NGC 520, dos galaxias en fusión.

Ciencia: NASA, ESA, STScI, DSS, Till Sawala (Universidad de Helsinki); Procesamiento de imágenes: Joseph DePasquale (STScI)

Sawala enfatizó que predecir el futuro a largo plazo de las interacciones de galaxias es altamente incierto, pero los nuevos hallazgos desafían el consenso previo y sugieren que el destino de la Vía Láctea sigue siendo una pregunta abierta.

Incluso utilizando los datos observacionales más recientes y precisos disponibles, el futuro del Grupo Local, compuesto por varias docenas de galaxias, es incierto. Curiosamente, encontramos una probabilidad casi igual para el escenario de fusión, ampliamente publicitado, o, por el contrario, para uno alternativo en el que la Vía Láctea y Andrómeda sobrevivan intactas, afirmó Sawala.

La colisión de las dos galaxias parecía mucho más probable en 2012 , cuando los astrónomos Roeland van der Marel y Tony Sohn del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, publicaron un análisis detallado de las observaciones del Hubble durante un período de cinco a siete años, indicando un impacto directo en no más de 5 mil millones de años.

Resulta irónico que, a pesar de la incorporación de datos más precisos del Hubble obtenidos en los últimos años, ahora tengamos menos certeza sobre el resultado de una posible colisión. Esto se debe a un análisis más complejo y a que consideramos un sistema más completo. Pero la única manera de obtener una nueva predicción sobre el destino final de la Vía Láctea será con datos aún mejores, afirmó Sawala.

100.000 simulaciones de accidentes con muñecos

Los astrónomos consideraron 22 variables diferentes que podrían afectar la posible colisión entre nuestra galaxia y nuestra vecina, y realizaron 100.000 simulaciones llamadas simulaciones de Monte Carlo que se extienden hasta 10 mil millones de años en el futuro.

“Debido a que hay tantas variables que cada una tiene sus errores, eso acumula una incertidumbre bastante grande sobre el resultado, lo que lleva a la conclusión de que la probabilidad de una colisión directa es solo del 50% dentro de los próximos 10 mil millones de años”, dijo Sawala.

«La Vía Láctea y Andrómeda permanecerían en el mismo plano al orbitar entre sí, pero esto no significa que deban colisionar. Aun así, podrían pasar una sobre la otra», dijo Sawala.

Los investigadores también consideraron los efectos de las órbitas de la gran galaxia satélite de Andrómeda, M33, y de una galaxia satélite de la Vía Láctea llamada Gran Nube de Magallanes (LMC).

La masa adicional de la galaxia satélite de Andrómeda, M33, atrae ligeramente más a la Vía Láctea. Sin embargo, también demostramos que la LMC la aleja del plano orbital y de Andrómeda. Esto no significa que la LMC nos salve de esa fusión, pero la hace un poco menos probable, dijo Sawala.

En aproximadamente la mitad de las simulaciones, las dos galaxias principales se cruzan a una distancia de aproximadamente medio millón de años luz o menos (cinco veces el diámetro de la Vía Láctea). Se alejan, pero luego regresan y finalmente se fusionan en un futuro lejano. El decaimiento gradual de la órbita se debe a un proceso llamado fricción dinámica entre los vastos halos de materia oscura que rodean cada galaxia al principio.

En la mayoría de los demás casos, las galaxias ni siquiera se acercan lo suficiente como para que la fricción dinámica funcione eficazmente. En este caso, las dos galaxias pueden continuar su vals orbital durante mucho tiempo.

El nuevo resultado también deja una pequeña probabilidad, de alrededor del 2%, de una colisión frontal entre las galaxias en tan solo 4 a 5 mil millones de años. Considerando que el calentamiento del Sol hace que la Tierra sea inhabitable en aproximadamente 1 mil millones de años, y que el propio Sol probablemente se extinguirá en 5 mil millones de años, una colisión con Andrómeda es la menor de nuestras preocupaciones cósmicas.

El Hubble espía una espiral bastante inclinada

Esta imagen del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA muestra la

galaxia espiral NGC 3511.

ESA/Hubble y NASA, D. Thilker

La imponente e inclinada galaxia espiral NGC 3511 es el tema de esta imagen del Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA . La galaxia se encuentra a 43 millones de años luz de distancia, en la constelación de Cráter (La Copa). Desde la posición estratégica del Hubble en órbita alrededor de la Tierra, NGC 3511 presenta una inclinación de unos 70 grados, un punto intermedio entre las galaxias de frente, que muestran el disco completo de la espiral y sus brazos, y las galaxias de canto, que ofrecen una vista lateral, revelando únicamente sus discos densos y aplanados.

Los astrónomos estudian NGC 3511 como parte de un estudio del ciclo de formación estelar en galaxias cercanas. Para este programa de observación, el Hubble registrará la apariencia de 55 galaxias locales utilizando cinco filtros que permiten la entrada de diferentes longitudes de onda, o colores, de luz.

Uno de estos filtros solo permite el paso de una longitud de onda específica de luz roja. Nubes gigantes de gas hidrógeno brillan con este color rojo al ser energizadas por la luz ultravioleta de estrellas jóvenes y calientes. Como muestra esta imagen, NGC 3511 contiene muchas de estas brillantes nubes de gas rojo, algunas de las cuales se enroscan alrededor de cúmulos de brillantes estrellas azules. El Hubble ayudará a los astrónomos a catalogar y medir la edad de estas estrellas, que suelen tener menos de unos pocos millones de años y son varias veces más masivas que el Sol.

Crédito del texto: ESA/Hubble

El telescopio Webb de la NASA identifica agua congelada en un sistema estelar joven

¿Existe agua congelada dispersa en sistemas alrededor de otras estrellas? Los astrónomos llevan tiempo creyendo que sí, basándose en parte en detecciones previas de su forma gaseosa, vapor de agua, y su presencia en nuestro propio sistema solar.

Ahora hay evidencia definitiva: Investigadores confirmaron la presencia de hielo de agua cristalino en un disco de escombros polvorientos que orbita una estrella similar al Sol a 155 años luz de distancia, utilizando datos detallados conocidos como espectros del Telescopio Espacial James Webb de la NASA. (El término hielo de agua especifica su composición, ya que también se observan muchas otras moléculas congeladas en el espacio, como el hielo de dióxido de carbono o "hielo seco"). En 2008, datos del Telescopio Espacial Spitzer, retirado de la NASA, insinuaron la posibilidad de agua congelada en este sistema.

“Webb detectó sin ambigüedades no solo hielo de agua, sino hielo de agua cristalino, que también se encuentra en lugares como los anillos de Saturno y los cuerpos helados del Cinturón de Kuiper de nuestro sistema solar ”, dijo Chen Xie, autor principal del nuevo artículo y científico investigador asistente en la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland.

Toda el agua congelada que detectó Webb está acompañada de finas partículas de polvo por todo el disco, como diminutas "bolas de nieve sucias". Los resultados se publicaron el miércoles en la revista Nature .

Los astrónomos llevan décadas esperando estos datos definitivos. "Cuando era estudiante de posgrado hace 25 años, mi tutor me dijo que debería haber hielo en los discos de escombros, pero antes del Webb, no teníamos instrumentos lo suficientemente sensibles como para realizar estas observaciones", afirmó Christine Chen, coautora y astrónoma del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial de Baltimore. "Lo más sorprendente es que estos datos se parecen a otras observaciones recientes del telescopio de objetos del Cinturón de Kuiper en nuestro propio sistema solar".

El hielo de agua es un componente vital de los discos que rodean a estrellas jóvenes; influye considerablemente en la formación de planetas gigantes y también puede ser transportado por cuerpos pequeños como cometas y asteroides a planetas rocosos completamente formados. Ahora que los investigadores han detectado hielo de agua con el telescopio Webb, han abierto la puerta a que todos los investigadores estudien cómo estos procesos se desarrollan de nuevas maneras en muchos otros sistemas planetarios.

Rocas, polvo y hielo moviéndose por todas partes

La estrella, catalogada como HD 181327, es significativamente más joven que nuestro Sol. Se estima que tiene 23 millones de años, en comparación con los 4.600 millones de años del Sol, que es más maduro. La estrella es ligeramente más masiva que el Sol y más caliente, lo que propició la formación de un sistema ligeramente mayor a su alrededor.

Las observaciones del Webb confirman una brecha significativa entre la estrella y su disco de escombros, una amplia zona libre de polvo. Más allá, su disco de escombros es similar al Cinturón de Kuiper de nuestro sistema solar, donde se encuentran planetas enanos, cometas y otros fragmentos de hielo y roca (que a veces colisionan entre sí). Hace miles de millones de años, nuestro Cinturón de Kuiper probablemente era similar al disco de escombros de esta estrella.

“HD 181327 es un sistema muy activo”, dijo Chen. “Se producen colisiones regulares y continuas en su disco de escombros. Cuando estos cuerpos helados colisionan, liberan diminutas partículas de hielo de agua polvorienta, de tamaño ideal para que el telescopio Webb las detecte”.

Agua congelada, casi en todas partes

El hielo de agua no se distribuye uniformemente por todo este sistema. La mayor parte se encuentra en las zonas más frías y alejadas de la estrella. «La zona exterior del disco de escombros está compuesta por más del 20 % de hielo de agua», explicó Xie.

Cuanto más se acercaban los investigadores a observar, menos hielo de agua encontraban. Hacia la mitad del disco de escombros, el Webb detectó alrededor de un 8 % de hielo de agua. En esta zona, es probable que las partículas de agua congelada se produzcan a un ritmo ligeramente superior al de su destrucción. En la zona del disco de escombros más cercana a la estrella, el Webb prácticamente no detectó nada. Es probable que la luz ultravioleta de la estrella vaporice las partículas de hielo de agua más cercanas. También es posible que las rocas conocidas como planetesimales tengan agua congelada atrapada en su interior, algo que el Webb no puede detectar.

Este equipo y muchos otros investigadores continuarán buscando y estudiando el hielo de agua en los discos de escombros y en los sistemas planetarios en formación activa a lo largo de nuestra galaxia, la Vía Láctea. «La presencia de hielo de agua facilita la formación de planetas», afirmó Xie. «Los materiales helados también podrían llegar a los planetas terrestres, que podrían formarse a lo largo de doscientos millones de años en sistemas como este».

Los investigadores observaron HD 181327 con el NIRSpec (espectrógrafo de infrarrojo cercano) de Webb , que es súper sensible a partículas de polvo extremadamente débiles que solo pueden detectarse desde el espacio.

EE.UU. se alista para instalar un puerto espacial en el corazón de Suramérica

Imagen creada por inteligencia artificial

La NASA ha valorado la ubicación de la nación sureña en el ecuador magnético.

EE.UU. avanza en su proyecto de erigir el primer puerto espacial en Perú, según lo que informó el Ministerio de Defensa peruano luego de una reunión con una delegación estadounidense en el puesto de comando de la Fuerza Aérea, en Lima.

El viceministro de Políticas para la Defensa, César Torres Vega, presidió la reunión de estudio no técnico para la construcción. En la cita también participó el agregado aéreo de la Embajada de los EE.UU. en Perú, Joel Andrew Bolina.

Se espera que la comitiva norteamericana visite las tres ciudades candidatas para la construcción del nuevo puerto espacial, con el objetivo de evaluar el terreno y las condiciones locales, indicó el martes el Ministerio de Defensa.

Cooperación bilateral

EE.UU. y Perú tienen una larga historia de cooperación espacial.

En noviembre de 2024, la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA, por su sigla en inglés) y la Comisión Nacional de Investigación y Desarrollo Aeroespacial (Conida) firmaron un memorando de entendimiento para el levantamiento del puerto espacial que, apuntaron, sería el más grande de Suramérica.

"Estamos entusiasmados de analizar la posibilidad de lanzar nuevamente cohetes sonda desde Perú", dijo en ese momento el administrador de la NASA, Bill Nelson.

"Este acuerdo profundiza nuestra colaboración internacional con Perú y la investigación científica que llevamos a cabo debido a la ubicación del país en el ecuador magnético. Juntos iremos más lejos", sostuvo.

Hallan el agujero negro más voraz del universo

Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto LID-568, un agujero negro supermasivo que se alimenta de materia a un ritmo extremo, concretamente 40 veces superior al límite teórico, conocido como límite de Eddington. Los investigadores lo sitúan en el universo primitivo, a tan solo 1.500 millones de años del Big Bang.

"Este agujero negro se está dando un festín", dice la astrónoma Julia Scharwächter, del Observatorio Gemini y del Laboratorio Nacional de Investigación para la Astronomía Óptica-Infrarroja (NOIRLab) de la NSF.

"Este caso extremo demuestra que un mecanismo de alimentación rápida por encima del límite de Eddington es una de las posibles explicaciones de por qué vemos estos agujeros negros tan pesados ​​tan temprano en el universo", dice en declaraciones recogidas por la agencia Efe.

El límite de Eddington es una consecuencia natural del proceso de alimentación de los agujeros negros, indican desde el portal Science Alert. "Cuando un agujero negro acumula activamente grandes cantidades de material, este no cae directamente en el pozo gravitacional, sino que primero se arremolina como el agua en un desagüe, y solo el material del borde interior del disco cruza el horizonte hacia el agujero negro".

Los agujeros negros supermasivos son concentraciones de materia con una fuerza gravitatoria tan intensa que ni la luz puede escapar. Suelen encontrarse en el centro de las galaxias, en cuya formación y evolución desempeñan un papel clave.

El telescopio James Webb, pieza clave

El hallazgo, descrito este lunes (4.11.2024) en la revista Nature Astronomy, ha sido posible gracias a las extraordinarias capacidades de observación infrarroja del telescopio James Webb. En concreto, los investigadores usaron el espectrógrafo de campo integral del instrumento NIRSpec del James Webb, que permite obtener una visión completa de su objetivo y de la región circundante, lo que condujo al inesperado descubrimiento de potentes flujos de gas alrededor del agujero negro central.

La velocidad y el tamaño de estos flujos llevaron al equipo a inferir que una fracción sustancial del crecimiento de la masa de LID-568 podría haberse producido en un único episodio de rápida creación.

"El hallazgo hubiera sido imposible sin este instrumento del James Webb. Gracias a él podremos mejorar nuestra comprensión de los agujeros negros y abrir interesantes vías de investigación", señala Hyewon Suh, investigadora del Observatorio Gemini y del NOIRLab de la NSF.

La lejanía de LID-568 es sorprendente. Aunque el objeto es débil desde nuestra posición en el universo, señalan desde el portal Science Alert, su distancia significa que debe ser increíblemente brillante por sí mismo.

Aunque de corta duración, el «festín» de este agujero negro podría ayudar a
los astrónomos a explicar cómo los agujeros negros supermasivos crecieron
tan rápidamente en el Universo primitivo.
Imagen: S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)/ESO

Entender el universo primitivo

Los resultados aportan nuevos conocimientos sobre la formación de agujeros negros supermasivos a partir de "semillas" de agujeros negros más pequeños, que, según las teorías actuales, surgen de la muerte de las primeras estrellas del universo (semillas ligeras) o del colapso directo de nubes de gas (semillas pesadas).

"El descubrimiento de un agujero negro superacumulador de Eddington sugiere que una parte significativa del crecimiento de masa puede producirse durante un único episodio de alimentación rápida, independientemente de si el agujero negro se originó a partir de una semilla ligera o pesada", afirma Suh.

Desde el portal Science Alert indican que este hallazgo podría contribuir a entender el universo primitivo, pues hay evidencias que sugieren que los primeros agujeros negros supermasivos no se formaron a partir del colapso de estrellas tal y como las conocemos, sino a partir de estrellas enormes y grandes cúmulos de gas, que colapsaron directamente bajo la gravedad.

"Esto les daría una ventaja en su camino hacia convertirse en los agujeros negros gigantes que vemos en el universo hoy", indican.

El Hubble y el Chandra de la NASA descubren un dúo de agujeros negros supermasivos

Esta es una representación artística de un par de agujeros negros activos en el corazón de dos galaxias en fusión. Ambos están rodeados por un disco de acreción de gas caliente. Parte del material es expulsado a lo largo del eje de rotación de cada agujero negro. Confinados por poderosos campos magnéticos, los chorros atraviesan el espacio a casi la velocidad de la luz como devastadores rayos de energía.

NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)

Como si fueran dos luchadores de sumo enfrentándose, se ha observado el par de agujeros negros supermasivos más cercanos. Se encuentran a unos 300 años luz de distancia y se detectaron utilizando el telescopio espacial Hubble de la NASA y el observatorio de rayos X Chandra . Estos agujeros negros, enterrados en las profundidades de un par de galaxias en colisión, se alimentan de gas y polvo que cae sobre ellos, lo que hace que brillen intensamente como núcleos galácticos activos (AGN).

Este par de AGN es el más cercano detectado en el universo local utilizando observaciones de múltiples longitudes de onda (luz visible y rayos X). Si bien se han encontrado varias docenas de agujeros negros "duales" anteriormente, sus separaciones son típicamente mucho mayores que las descubiertas en la galaxia rica en gas MCG-03-34-64. Los astrónomos que utilizan radiotelescopios han observado un par de agujeros negros binarios en una proximidad aún más cercana que en MCG-03-34-64, pero sin confirmación en otras longitudes de onda.

Es probable que los sistemas binarios de AGN como este fueran más comunes en el universo primitivo, cuando las fusiones de galaxias eran más frecuentes. Este descubrimiento ofrece una mirada única y cercana a un ejemplo cercano, ubicado a unos 800 millones de años luz de distancia.

Imagen en luz visible de la galaxia MCG-03-34-064 obtenida con el telescopio espacial Hubble. La nítida imagen del Hubble revela tres puntos brillantes distintos incrustados en una elipse blanca en el centro de la galaxia (ampliada en una imagen insertada en la parte superior derecha). Dos de estos puntos brillantes son la fuente de una fuerte emisión de rayos X, un signo revelador de que son agujeros negros supermasivos. Los agujeros negros brillan intensamente porque están convirtiendo la materia que cae sobre ellos en energía y resplandecen en el espacio como núcleos galácticos activos. Su separación es de unos 300 años luz. El tercer punto es una masa de gas brillante. La raya azul que apunta a la posición de las 5 en punto puede ser un chorro disparado desde uno de los agujeros negros. El par de agujeros negros es el resultado de una fusión entre dos galaxias que eventualmente colisionarán.

NASA, ESA, Anna Trindade Falcão (CfA); Procesamiento de imágenes: Joseph DePasquale (STScI)

El descubrimiento fue fortuito. Las imágenes de alta resolución del Hubble revelaron tres picos de difracción óptica anidados dentro de la galaxia anfitriona, lo que indica una gran concentración de gas oxígeno brillante dentro de un área muy pequeña. "No esperábamos ver algo así", dijo Anna Trindade Falcão del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, autora principal del artículo publicado hoy en The Astrophysical Journal . "Esta vista no es algo común en el universo cercano y nos dijo que algo más está sucediendo dentro de la galaxia".

Los picos de difracción son artefactos de imagen que se producen cuando la luz de una región muy pequeña en el espacio se curva alrededor del espejo dentro de los telescopios.

El equipo de Falcão examinó luego la misma galaxia en rayos X utilizando el observatorio Chandra para averiguar qué estaba sucediendo. "Cuando observamos MCG-03-34-64 en la banda de rayos X, vimos dos fuentes separadas y potentes de emisión de alta energía que coincidían con los puntos de luz ópticos brillantes vistos con el Hubble. Unimos estas piezas y concluimos que probablemente estábamos viendo dos agujeros negros supermasivos muy próximos entre sí", dijo Falcão.

En un hallazgo sorprendente, los astrónomos, utilizando el telescopio espacial Hubble de la NASA, han descubierto que el chorro de un agujero negro supermasivo en el núcleo de M87, una enorme galaxia a 54 millones de años luz de distancia, parece provocar la erupción de estrellas a lo largo de su trayectoria. Las estrellas, llamadas novas, no quedan atrapadas dentro del chorro, sino en una zona peligrosa cerca de él.

Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA; Productor principal: Paul Morris

Para respaldar su interpretación, los investigadores utilizaron datos de radio de archivo del Karl G. Jansky Very Large Array, cerca de Socorro, Nuevo México. El energético dúo de agujeros negros también emite ondas de radio potentes. "Cuando se ve luz brillante en longitudes de onda ópticas, de rayos X y de radio, se pueden descartar muchas cosas, lo que deja la conclusión de que estos agujeros negros solo se pueden explicar como cercanos. Cuando se juntan todas las piezas, se obtiene la imagen del dúo de AGN", dijo Falcão.

La tercera fuente de luz brillante observada por el Hubble es de origen desconocido y se necesitan más datos para comprenderla. Podría tratarse de gas que recibe un choque de energía de un chorro de plasma de velocidad ultrarrápida disparado desde uno de los agujeros negros, como un chorro de agua que sale de una manguera de jardín y cae sobre un montón de arena.

"No seríamos capaces de ver todas estas complejidades sin la increíble resolución del Hubble", afirmó Falcão.

Los dos agujeros negros supermasivos estuvieron en el núcleo de sus respectivas galaxias anfitrionas. Una fusión entre las galaxias acercó a los agujeros negros y seguirán acercándose en espiral hasta que finalmente se fusionen, dentro de quizás 100 millones de años, sacudiendo el tejido del espacio y el tiempo en forma de ondas gravitacionales.

El Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO) de la Fundación Nacional de la Ciencia ha detectado ondas gravitacionales de docenas de fusiones entre agujeros negros de masa estelar. Pero las longitudes de onda más largas resultantes de una fusión de agujeros negros supermasivos están más allá de las capacidades de LIGO. El detector de ondas gravitacionales de próxima generación, llamado misión LISA (Laser Interferometer Space Antenna), constará de tres detectores en el espacio, separados por millones de millas, para capturar estas ondas gravitacionales de longitud de onda más larga del espacio profundo. La ESA (Agencia Espacial Europea) está liderando esta misión, en asociación con la NASA y otras instituciones participantes, con un lanzamiento previsto para mediados de la década de 2030.

El Hubble mide la distancia a una supernova

Esta imagen del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA muestra
la galaxia NGC 3810. ESA/Hubble y NASA, D. Sand, RJ Foley

Medir la distancia a objetos verdaderamente remotos como galaxias, cuásares y cúmulos de galaxias es una tarea crucial en astrofísica, en particular cuando se trata de estudiar el universo primitivo, pero es una tarea difícil de completar. Solo podemos medir las distancias a unos pocos objetos cercanos como el Sol, los planetas y algunas estrellas cercanas directamente. Más allá de eso, los astrónomos necesitan utilizar varios métodos indirectos; uno de los más importantes examina las supernovas de tipo Ia, y aquí es donde destaca el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA .

NGC 3810, la galaxia que aparece en esta imagen, fue la anfitriona de una supernova de tipo Ia en 2022. A principios de 2023, el Hubble se centró en esta y otras galaxias para examinar de cerca las supernovas de tipo Ia recientes. Las supernovas de tipo Ia son el resultado de la explosión de una enana blanca y su brillo máximo es muy constante. Este atributo permite a los astrónomos utilizar las supernovas de tipo Ia para medir distancias: sabemos lo brillante que debe ser una supernova de tipo Ia, por lo que podemos saber a qué distancia debe estar por lo tenue que parece. Un problema con este método es el polvo intergaláctico. Debido a que el polvo intergaláctico bloquea parte de la luz de la supernova, los astrónomos necesitan determinar cuánta luz reduce el polvo para medir con precisión el brillo de la supernova y calcular su distancia. Las capacidades únicas del Hubble les ofrecen una forma inteligente de hacerlo.

Los astrónomos utilizan el Hubble para tomar imágenes de las mismas supernovas de tipo Ia en luz ultravioleta, que el polvo bloquea casi por completo, y en luz infrarroja, que pasa a través del polvo casi sin verse afectada. Al observar cuidadosamente cuánta luz pasa en cada longitud de onda, los astrónomos pueden determinar cuánto polvo hay entre el Hubble y la supernova, lo que les permite calibrar con confianza la relación entre el brillo de una supernova y su distancia. La capacidad única del Hubble para observar en longitudes de onda de luz ultravioleta e infrarroja con gran detalle con el mismo instrumento lo convierte en la herramienta perfecta para este tipo de observaciones. De hecho, algunos de los datos utilizados para hacer esta hermosa imagen de NGC 3810 se centraron en su supernova de 2022. Puede verla como un punto de luz justo debajo del núcleo galáctico en la imagen anotada a continuación.

Esta imagen anotada del Hubble de NGC 3810 indica la ubicación de

la supernova tipo Ia SN 2022zut. ¡Fue la dieciocho mil ciento cuarenta y dos

supernovas encontrada en 2022! ESA/Hubble y NASA, D. Sand, RJ Foley

Existen muchas formas de medir las distancias cósmicas, pero las supernovas de tipo Ia son una de las herramientas más útiles y precisas debido a su gran luminosidad. Los astrónomos también deben utilizar otros métodos, ya sea como comprobación independiente frente a otras mediciones de distancia o para medir a distancias mucho más cercanas o más lejanas. Uno de esos métodos, que también funciona para las galaxias, consiste en comparar su velocidad de rotación con su luminosidad; según ese método, NGC 3810 se encuentra a unos 50 millones de años luz de la Tierra.

Una nave secreta china arroja un misterioso objeto al espacio

Captura pantalla

 La nave espacial experimental reutilizable que despegó en diciembre del año pasado desde el centro de lanzamiento de satélites de Jiuquan, en China, parece haber desplegado en órbita un objeto desconocido mientras lleva a cabo su tercera misión, informó este domingo el portal Space News.

El evento fue registrado por primera vez por el astrofísico Jonathan McDowell, y posteriormente confirmado por especialistas de la Fuerza Espacial de EE.UU., quienes clasificaron el misterioso objeto con el número 59884 (designador internacional 2023-195G).

¿Qué es el objeto lanzado por la nave?

De acuerdo con McDowell, el objeto asociado con la aeronave experimental CSSHQ, que se encuentra en una órbita con un perigeo de 602 kilómetros y un apogeo de 608 kilómetros, fue arrojado al espacio el pasado viernes.

Nave secreta China

 Asimismo, sugirió que este objeto podría ser un subsatélite o alguna pieza de un dispositivo que fue desorbitada después de ser expulsada por la CSSHQ antes del final de su misión. Una acción similar ya se efectuó durante el primer vuelo de la nave espacial. "Será interesante ver si el avión maniobra o aterriza pronto", concluyó.

Por su parte, Space News mencionó que el objeto podría utilizarse para maniobras de proximidad y captura. Indicó también que la CSSHQ liberó un objeto para realizar múltiples recapturas como parte de las pruebas en órbita en su segundo vuelo.

El primer vuelo de la nave espacial experimental tuvo lugar en 2020 y duró alrededor de dos días, mientras que el segundo, ejecutado en 2022, se prolongó durante 276 días. Ninguna autoridad china ha brindado detalles relacionados con esos vuelos.

Se piensa que la CSSHQ es un intento de China por desarrollar una nave espacial parecida a la X-37B de la Fuerza Aérea de EE.UU., un avión espacial autónomo que puede permanecer en órbita durante años.

La hermosa nebulosa y su violenta historia: un choque de estrellas resuelve un misterio estelar

La nebulosa (NGC 6164/6165) que rodea a HD 148937 vista en luz visible.- Esta imagen, obtenida con

el VLT Survey Telescope, ubicado en el Observatorio Paranal de ESO, muestra la hermosa nebulosa

NGC 6164/6165, también conocida como el Huevo de Dragón. La nebulosa es una nube de gas y

polvo que rodea un par de estrellas llamadas HD 148937.

"Al hacer una lectura de fondo, me llamó la atención lo especial que parecía este sistema", declara Abigail Frost, astrónoma de ESO en Chile y autora principal del estudio publicado hoy en Science. El sistema, HD 148937, se encuentra a unos 3.800 años luz de distancia de la Tierra en dirección a la constelación de Norma. Está formado por dos estrellas mucho más masivas que el Sol y están rodeadas por una hermosa nebulosa, una nube de gas y polvo. "Una nebulosa que rodea a dos estrellas masivas es una rareza, y realmente nos hizo sentir que en este sistema debió suceder algo impresionante. Al estudiar los datos, la sorpresa fue aún mayor".

"Tras un detallado análisis, pudimos determinar que la estrella más masiva parece mucho más joven que su compañera, lo que no tiene ningún sentido, ya que deberían haberse formado al mismo tiempo", afirma Frost. La diferencia de edad (una estrella parece ser al menos 1,5 millones de años más joven que la otra) sugiere que algo debe haber rejuvenecido a la estrella más masiva.

Visión de amplio campo de la región del cielo que hay alrededor de la nebulosa

NGC 6164/6165

Esta visión de amplio campo, creada a partir de imágenes que forman parte del

sondeo Digitized Sky Survey 2, muestra las ricas nubes estelares que hay en la

constelación de Norma (el Cuadrado del Carpintero) en nuestra galaxia, la Vía

Láctea. La hermosa nebulosa NGC 6164/6165, también conocida como el

Huevo de Dragón, aparece en el centro de la imagen.

Crédito: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Otra pieza del rompecabezas es la nebulosa que rodea a las estrellas, conocida como NGC 6164/6165. Tiene 7500 años de edad, es decir, es cientos de veces más joven que ambas estrellas. La nebulosa también muestra cantidades muy altas de nitrógeno, carbono y oxígeno. Esto es sorprendente, ya que, normalmente, se espera que estos elementos estén en las profundidades del interior de una estrella, no en el exterior: es como si algún evento violento los hubiera liberado.

Para desentrañar el misterio, el equipo reunió nueve años de datos de los instrumentos PIONIER y GRAVITY, ambos instalados en el Interferómetro del Very Large Telescope (VLTI) de ESO, ubicado en el desierto de Atacama, en Chile. También utilizaron datos de archivo del instrumento FEROS, instalado en el Observatorio La Silla de ESO.

"Creemos que, originalmente, este sistema tenía al menos tres estrellas; dos de ellas tenían que estar muy cerca la una de la otra en algún punto de la órbita, mientras que la tercera estrella estaba mucho más lejos", explica Hugues Sana, profesor de la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica) e investigador principal de las observaciones. "Las dos estrellas interiores se fusionaron de una manera violenta, creando una estrella magnética y arrojando algo de material, a partir del cual se creó la nebulosa. La estrella más distante formó una nueva órbita con la estrella recién fusionada, ahora magnética, creando el sistema binario que vemos hoy en el centro de la nebulosa".

La nebulosa NGC 6164/6165 en la constelación de Norma

Este mapa muestra la ubicación de la nebulosa NGC 6164/6165, también conocida

como el Huevo de Dragón, en la constelación del hemisferio sur de Norma

(la escuadra del carpintero). Este mapa muestra la mayoría de las estrellas que

pueden verse a simple vista si hay buenas condiciones para observar el cielo.

La ubicación de la nebulosa en sí está marcada con un círculo rojo.

Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope

"La idea de la fusión ya rondaba por mi cabeza en 2017, cuando estudié las observaciones de nebulosas obtenidas con el telescopio espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea", añade el coautor Laurent Mahy, actualmente investigador principal del Real Observatorio de Bélgica. "Encontrar una discrepancia de edad entre las estrellas sugiere que este escenario es el más plausible y hemos podido demostrarlo gracias a los nuevos datos de ESO".

Este escenario también explica por qué una de las estrellas del sistema es magnética y la otra no, otra característica peculiar de HD 148937 detectada en los datos del VLTI.

Al mismo tiempo, ayuda a resolver un antiguo misterio astronómico: cómo obtienen sus campos magnéticos las estrellas masivas. Los campos magnéticos son una característica común de las estrellas de baja masa como nuestro Sol, pero las estrellas más masivas no pueden sostener campos magnéticos de la misma manera. Pese a ello, algunas estrellas masivas, son magnéticas.

La comunidad astronómica sospechó durante algún tiempo que las estrellas masivas podrían adquirir campos magnéticos tras la fusión de dos estrellas. Pero esta es la primera vez que se encuentra una evidencia tan directa de que esto sucede. En el caso de HD 148937, la fusión debe haber ocurrido recientemente. "No se espera que el magnetismo en las estrellas masivas dure mucho tiempo en comparación con la vida de la estrella, por lo que parece que hemos observado este raro evento muy poco después de que sucediera", agrega Frost.

El Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, actualmente en construcción en el desierto chileno de Atacama, permitirá a la comunidad científica averiguar con más detalle lo que sucedió en el sistema, y tal vez revelar aún más sorpresas.

China desafía a la NASA con tecnología nuclear para viajes rápidos a Marte y la Luna

 Una nueva tecnología de fisión nuclear desarrollada por investigadores chinos podría impulsar "futuras misiones espaciales de alta potencia y larga duración y misiones de exploración del espacio profundo", así como "proporcionar una gran capacidad de transporte masivo de ida y vuelta" a la Luna y a Marte y "apoyar la construcción de grandes infraestructuras espaciales, como varias estaciones espaciales", según un estudio recientemente publicado en la revista Scientia Sinica Technologica.

El prototipo del nuevo reactor espacial, con una potencia de 1,55 megavatios (MW), es refrigerado por litio, tiene una vida útil de unos 10 años y, de acuerdo con sus creadores, ya ha pasado varias pruebas iniciales en tierra. Las soluciones tecnológicas de los científicos e ingenieros chinos, especialmente el uso de litio líquido, permitieron reducir significativamente el tamaño del reactor, a pesar de que es siete veces más potente que un sistema rival construido por la NASA.

Una nave espacial de propulsión nuclear podría llegar hasta Marte y regresar a la Tierra en solo tres meses, apuntan expertos citados por The South China Morning Post. En contraste, un viaje solo de ida a Marte con una nave de combustibles fósiles duraría al menos siete meses. Este es el caso del vehículo aeroespacial superpesado Starship, diseñado y operado por la compañía estadounidense SpaceX.

El diseño chino también permite al reactor operar en las duras condiciones del espacio abierto durante períodos prolongados. No obstante, uno de los mayores desafíos para los desarrolladores ahora es garantizar un lanzamiento seguro al espacio y evitar una posible explosión nuclear en caso de una caída a la Tierra.

Anteriormente, se informó que Rusia y China están estudiando un proyecto de construcción de una planta de energía nuclear en la superficie lunar.

El más brillante y de más rápido crecimiento jamás observado.

Un equipo de astrónomos identifica un cuásar que bate récords

Esta reproducción artística muestra el cuásar J059-4351, el núcleo brillante de una galaxia distante alimentado por un agujero negro supermasivo. Utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO, en Chile, se ha descubierto que este cuásar es el objeto más luminoso conocido en el universo hasta la fecha. El agujero negro supermasivo, que en la imagen se ve atrayendo la materia circundante, tiene una masa 17 000 millones de veces la del Sol y está creciendo en masa el equivalente a un Sol por día, lo que lo convierte en el agujero negro de más rápido crecimiento jamás conocido.

Crédito: ESO/M. Kornmesser

Los agujeros negros que alimentan a los cuásares recogen materia de su entorno en un proceso tan energético que emite grandes cantidades de luz. Tanto es así que los cuásares son algunos de los objetos más brillantes de nuestro cielo, lo que significa que incluso los más distantes son visibles desde la Tierra.

 Como regla general, los cuásares más luminosos indican la presencia de los agujeros negros supermasivos de más rápido crecimiento.

"Hemos descubierto el agujero negro de más rápido crecimiento conocido hasta la fecha. Tiene una masa de 17 000 millones de soles y come poco más de un Sol por día. Esto lo convierte en el objeto más luminoso del universo conocido", afirma Christian Wolf, astrónomo de la Universidad Nacional de Australia (ANU) y autor principal del estudio publicado hoy en la revista Nature Astronomy.

 El cuásar, llamado J0529-4351, está tan lejos de la Tierra que su luz tardó más de 12.000 millones de años en llegar hasta nosotros.

La materia atraída hacia este agujero negro, en forma de disco, emite tanta energía que J0529-4351 es más de 500 billones de veces más luminoso que el Sol [1]. "Toda esta luz proviene de un disco de acreción caliente que mide siete años luz de diámetro. Debe ser el disco de acreción más grande del universo", declara Samuel Lai, estudiante de doctorado de ANU y coautor del estudio. Siete años luz es aproximadamente 15.000 veces la distancia del Sol a la órbita de Neptuno.

Y, sorprendentemente, este cuásar que ha batido récords se escondía a plena vista. "Es una sorpresa que no haya sido detectado hasta hoy, cuando ya conocemos alrededor de un millón de cuásares menos impresionantes. Literalmente nos ha estado mirando a la cara hasta ahora", afirma el coautor, Christopher Onken, astrónomo de la ANU, quien también confirma que este objeto apareció en imágenes del Schmidt Southern Sky Survey de ESO que datan de 1980, pero no fue reconocido como un cuásar hasta décadas después.

La búsqueda de cuásares requiere datos observacionales precisos de grandes áreas del cielo. Los conjuntos de datos resultantes son tan grandes que los investigadores a menudo utilizan modelos de aprendizaje automático (machine-learning) para analizarlos y diferenciar los cuásares de otros objetos celestes. Sin embargo, estos modelos se entrenan con datos existentes, lo que limita los potenciales candidatos a objetos similares a los ya conocidos. Si un nuevo cuásar es más luminoso que cualquier otro observado anteriormente, el programa podría rechazarlo y clasificarlo como una estrella no muy distante de la Tierra.

Esta imagen muestra la región del cielo en la que se encuentra el cuásar J0529-4351, que ha batido un récord. Utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO, en Chile, se ha descubierto que este cuásar es el objeto más luminoso conocido en el universo hasta la fecha. Esta imagen fue creada a partir de imágenes que forman parte del sondeo Digitized Sky Survey 2, mientras que el recuadro muestra la ubicación del cuásar en una imagen que forma parte del sondeo Dark Energy Survey.

Crédito: ESO/Digitized Sky Survey 2/Dark Energy Survey

Un análisis automatizado de los datos del satélite Gaia, de la Agencia Espacial Europea, dejó pasar a J0529-4351 por ser demasiado brillante para ser un cuásar, sugiriendo que se trataba de una estrella. Los investigadores lo identificaron como un cuásar distante el año pasado utilizando observaciones del telescopio ANU de 2,3 metros, ubicado en el Observatorio Siding Spring, en Australia. Sin embargo, descubrir que era el cuásar más luminoso jamás observado requirió un telescopio más grande y mediciones de un instrumento más preciso.

 El espectrógrafo X-shooter, instalado en el VLT de ESO, en el desierto chileno de Atacama, proporcionó los datos que resultarían cruciales.

El agujero negro de más rápido crecimiento jamás observado también será un objetivo perfecto para la actualización del instrumento GRAVITY+, instalado en el Interferómetro VLT (VLTI) de ESO, que está diseñado para medir con precisión la masa de los agujeros negros, incluidos los que están lejos de la Tierra. Además, el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, un telescopio de 39 metros que se está construyendo en el desierto chileno de Atacama, hará aún más factible la identificación y caracterización de estos elusivos objetos.

Detectar y estudiar distantes agujeros negros supermasivos podría arrojar luz sobre algunos de los misterios del universo primitivo, incluida la forma en que se formaron y evolucionaron tanto ellos como sus galaxias anfitrionas. Pero esa no es la única razón por la que Wolf los busca. "Personalmente, simplemente me gusta la búsqueda", afirma. "Durante unos minutos al día, vuelvo a sentirme como un niño, jugando a encontrar el tesoro, y ahora devuelvo a la sociedad todo lo que he aprendido desde que empecé".

Notas

[1] Hace unos años, la NASA y la Agencia Espacial Europea anunciaron que el Telescopio Espacial Hubble había descubierto un cuásar, J043947.08 + 163415.7, tan brillante como 600 billones de soles. Sin embargo, el brillo de ese cuásar fue magnificado por una galaxia "lente", ubicada entre nosotros y el cuásar distante. Se estima que la luminosidad real de J043947,08+163415,7 equivale a unos 11 billones de soles (1 billón es un millón de millones: 1 000 000 000 000 o 1012).

Información adicional

Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico titulado “The accretion of a solar mass per day by a 17-billion solar mass black hole” y se ha publicado en la revista Nature Astronomy (doi:10.1038/s41550-024-02195-x).

El Hubble de la NASA rastrea cúmulos de estrellas 'Collar de Perlas' en colisiones de galaxias.

Hubble.- Al contrario de lo que podría pensarse, las colisiones de galaxias no destruyen las estrellas. De hecho, la dinámica agitada desencadena nuevas generaciones de estrellas y, presumiblemente, de planetas que las acompañan.

Ahora el Telescopio Espacial Hubble de la NASA se ha centrado en 12 galaxias en interacción que tienen largas colas de gas, polvo y una gran cantidad de estrellas, parecidas a renacuajos. La exquisita nitidez y sensibilidad del Hubble a la luz ultravioleta han descubierto 425 cúmulos de estrellas recién nacidas a lo largo de estas colas, que parecen cadenas de luces navideñas. Cada cúmulo contiene hasta 1 millón de estrellas azules recién nacidas.

Los cúmulos en las colas de las mareas se conocen desde hace décadas. Cuando las galaxias interactúan, las fuerzas de marea gravitacionales arrastran largas corrientes de gas y polvo. Dos ejemplos populares son las galaxias Antenas y Ratones con sus proyecciones largas y estrechas en forma de dedos.

Un equipo de astrónomos utilizó una combinación de nuevas observaciones y datos de archivo para obtener edades y masas de cúmulos de estrellas con cola de marea. Descubrieron que estos grupos son muy jóvenes: sólo tienen 10 millones de años. Y parecen estar formándose al mismo ritmo a lo largo de colas que se extienden a lo largo de miles de años luz.

"Es una sorpresa ver muchos objetos jóvenes en las colas. Nos dice mucho sobre la eficiencia de la formación de cúmulos", dijo el autor principal Michael Rodruck del Randolph-Macon College en Ashland, Virginia. "Con las colas de marea, se construirán nuevas generaciones de estrellas que de otro modo no habrían existido".

Las colas parecen como si estuvieran tomando el brazo espiral de una galaxia y estirándolo hacia el espacio. La parte exterior del brazo es arrastrada como un caramelo por el tira y afloja gravitacional entre un par de galaxias que interactúan.

Antes de las fusiones, las galaxias eran ricas en nubes de polvo de hidrógeno molecular que simplemente pueden haber permanecido inertes. Pero las nubes se empujaban y chocaban entre sí durante los encuentros. Esto comprimió el hidrógeno hasta el punto en que precipitó una tormenta de nacimiento de estrellas.

El destino de estos cúmulos estelares extendidos es incierto. Es posible que permanezcan gravitacionalmente intactos y evolucionen hasta convertirse en cúmulos de estrellas globulares, como los que orbitan fuera del plano de nuestra galaxia, la Vía Láctea. O pueden dispersarse para formar un halo de estrellas alrededor de su galaxia anfitriona, o ser expulsadas y convertirse en estrellas intergalácticas errantes.

Esta formación de estrellas en forma de collar de perlas puede haber sido más común en el universo primitivo, cuando las galaxias chocaban entre sí con mayor frecuencia. Estas galaxias cercanas observadas por el Hubble son una representación de lo que sucedió hace mucho tiempo y, por lo tanto, son laboratorios para mirar hacia el pasado distante.

Los telescopios muestran que el agujero negro de la Vía Láctea está listo para dar una patada.

Esta ilustración artística muestra los hallazgos de un nuevo estudio sobre el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia llamado Sagitario A* (abreviado como Sgr A*). Como informamos en nuestro último comunicado de prensa , este resultado encontró que Sgr A* está girando tan rápido que está deformando el espacio-tiempo (es decir, el tiempo y las tres dimensiones del espacio) de modo que puede parecerse más a una pelota de fútbol.

NASA/CXC/M.Weiss

Estos resultados se obtuvieron con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Very Large Array (VLA) Karl G. Jansky de la NSF. Un equipo de investigadores aplicó un nuevo método que utiliza datos de radio y rayos X para determinar qué tan rápido gira Sgr A* en función de cómo fluye el material hacia y desde el agujero negro . Descubrieron que Sgr A* gira con una velocidad angular de aproximadamente el 60% del valor máximo posible y con un momento angular de aproximadamente el 90% del valor máximo posible.

Los agujeros negros tienen dos propiedades fundamentales: su masa (cuánto pesan) y su giro (qué tan rápido giran). La determinación de cualquiera de estos dos valores les dice a los científicos mucho sobre cualquier agujero negro y cómo se comporta. En el pasado, los astrónomos hicieron otras estimaciones de la velocidad de rotación de Sgr A* utilizando diferentes técnicas, con resultados que iban desde que Sgr A* no giraba en absoluto hasta que giraba casi a su velocidad máxima.

El nuevo estudio sugiere que Sgr A*, de hecho, está girando muy rápidamente, lo que hace que el espacio-tiempo a su alrededor se aplaste. La ilustración muestra una sección transversal de Sgr A* y el material arremolinándose a su alrededor en un disco. La esfera negra en el centro representa el llamado horizonte de sucesos del agujero negro, el punto de no retorno del que nada, ni siquiera la luz, puede escapar.

Mirando el agujero negro que gira desde un lado, como se muestra en esta ilustración, el espacio-tiempo que lo rodea tiene la forma de una pelota de fútbol. Cuanto más rápido sea el giro, más plano será el balón.

El material amarillo anaranjado a ambos lados representa gas arremolinándose alrededor de Sgr A*. Este material inevitablemente se precipita hacia el agujero negro y cruza el horizonte de sucesos una vez que cae dentro de la forma de una pelota de fútbol. Por lo tanto, el área dentro de la forma del balón de fútbol pero fuera del horizonte de sucesos se representa como una cavidad. Las manchas azules muestran chorros que se disparan desde los polos del agujero negro en rotación. Mirando el agujero negro desde arriba, a lo largo del cañón del chorro, el espacio-tiempo tiene una forma circular.

El giro de un agujero negro puede actuar como una importante fuente de energía. Los agujeros negros supermasivos en rotación producen flujos colimados, como chorros, cuando se extrae su energía de rotación, lo que requiere que haya al menos algo de materia en las proximidades del agujero negro. Debido a la escasez de combustible alrededor de Sgr A*, este agujero negro ha estado relativamente tranquilo en los últimos milenios con chorros relativamente débiles. Este trabajo, sin embargo, muestra que esto podría cambiar si aumenta la cantidad de material en las proximidades de Sgr A*.

Imagen de rayos X de Chandra de Sagitario A* y la región circundante.

NASA/CXC/Univ. de Wisconsin/Y.Bai, et al.

Para determinar el giro de Sgr A*, los autores utilizaron una técnica empírica denominada "método de flujo de salida" que detalla la relación entre el giro del agujero negro y su masa, las propiedades de la materia cerca del agujero negro y las propiedades de salida. El flujo colimado produce ondas de radio, mientras que el disco de gas que rodea el agujero negro es responsable de la emisión de rayos X. Utilizando este método, los investigadores combinaron datos de Chandra y el VLA con una estimación independiente de la masa del agujero negro de otros telescopios para limitar el giro del agujero negro.

El artículo que describe estos resultados dirigido por Ruth Daly (Penn State University) se publica en la edición de enero de 2024 de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y aparece en línea en https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2024MNRAS. 527..428D/abstracto . Los otros autores son Biny Sebastian (Universidad de Manitoba, Canadá), Megan Donahue (Universidad Estatal de Michigan), Christopher O'Dea (Universidad de Manitoba), Daryl Haggard (Universidad McGill) y Anan Lu (Universidad McGill).