{"id":90100,"date":"2010-12-01T00:00:00","date_gmt":"2010-12-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2010\/12\/01\/adios-gravitacional\/"},"modified":"2017-02-15T17:24:15","modified_gmt":"2017-02-15T19:24:15","slug":"adios-gravitacional","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/adios-gravitacional\/","title":{"rendered":"Adi\u00f3s gravitacional"},"content":{"rendered":"
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eso<\/span>Galaxia M83: la colisi\u00f3n de tres agujeros negros eyect\u00f3 a uno de elloseso<\/span><\/p><\/div>\n

Descubierta en los cielos del Hemisferio Sur en 1752 por el astr\u00f3nomo franc\u00e9s Nicholas Louis de la Caille, la galaxia espiral M83 es probablemente la formaci\u00f3n celeste m\u00e1s hermosa de la constelaci\u00f3n de Hidra. De su centro amarillento brotan dos brazos punteados de estrellas de tonos azul y rojo, que forman una figura similar a un molinete de papel. Por ser muy luminosa y estar situada relativamente cerca de la Tierra, a unos 15 millones de a\u00f1os luz, puede avist\u00e1rsela con la ayuda de un buen largavista. Si bien los contornos de la galaxia son realmente fascinantes, un grupo de astr\u00f3nomos de Brasil, Argentina y Espa\u00f1a resolvi\u00f3 examinar un aspecto m\u00e1s oculto de la M83: la naturaleza de sus principales fuentes de rayos X. El an\u00e1lisis de este tipo de emisi\u00f3n llev\u00f3 a los investigadores a afirmar que all\u00ed probablemente se produjo un evento extremadamente raro: un agujero negro, un tipo de objeto invisible y sumamente denso que captura materia a su alrededor, habr\u00eda sido eyectado al aproximarse al n\u00facleo de la galaxia, en donde otros dos agujeros negros, mayores, estar\u00edan en camino de iniciar un proceso de fusi\u00f3n.<\/p>\n

La expulsi\u00f3n del misterioso cuerpo celeste del centro de la galaxia, tambi\u00e9n conocida por el nombre de NGC 5236, ser\u00eda consecuencia de las interacciones gravitacionales causadas por esa inusitada triple colisi\u00f3n. “El agujero negro menor se acerc\u00f3 demasiado a los otros dos y sufri\u00f3 una especie de patada gravitacional”, dice el astrof\u00edsico Horacio Dottori, de la Universidad Federal de R\u00edo Grande do Sul (UFRGS), el principal autor de un art\u00edculo publicado el 1\u00b0 de julio en la revista cient\u00edfica The Astrophysical Journal Letters en el cual plantea el escenario antes descrito. “Es como si de un hondazo fuese lanzado hacia fuera del n\u00facleo \u00f3ptico de la galaxia a una velocidad de algunas centenas de kil\u00f3metros por segundo”. Las conclusiones de este estudio se basan en un nuevo an\u00e1lisis de datos obtenidos en el a\u00f1o 2000 por el telescopio espacial Chandra, de la Nasa, la agencia espacial estadounidense, que detecta emisiones de rayos X provenientes de las regiones m\u00e1s calientes del Universo. El sat\u00e9lite observ\u00f3 durante 18 horas la M83, de la cual produjo 150 im\u00e1genes. Ocho fotos captaron lo que parece ser la eyecci\u00f3n de un agujero negro de la galaxia.<\/p>\n

Los astrof\u00edsicos empezaron a sospechar que el fen\u00f3meno mencionado podr\u00eda haber ocurrido debido a las caracter\u00edsticas de una misteriosa fuente de rayos X y de ondas de radio ubicada en una regi\u00f3n relativamente perif\u00e9rica de la galaxia, un objeto denominado J133658.3\u2212295105. Ubicado a alrededor 3.300 a\u00f1os luz del coraz\u00f3n de la M83, de acuerdo con mediciones realizadas en el telescopio Gemini (del cual Brasil es socio), una distancia alrededor de ocho veces menor que la que va de la Tierra al centro de la V\u00eda L\u00e1ctea, este objeto fue aparentemente arrojado hacia fuera del coraz\u00f3n de la galaxia y cre\u00f3 una especie de estela de emisiones en algunas longitudes de onda. Aunque un agujero negro no suministra directamente ninguna se\u00f1al de su presencia, el llamado disco de acreci\u00f3n formado a su alrededor es tan caliente (su temperatura asciende a millones de grados Kelvin) que hace que la materia en v\u00edas de ser devorada \u2013gas y polvo interestelar\u2013 libere enormes cantidades de energ\u00eda, b\u00e1sicamente bajo la forma de chorros de rayos X.<\/p>\n

La presencia de grandes fuentes de rayos X en las cercan\u00edas de estrellas o en el centro de las galaxias es por lo tanto el principal indicativo de que all\u00ed debe haber un agujero negro. El problema es que otros tipos de cuerpos celestes, como las estrellas de neutrones y los cu\u00e1sares, tambi\u00e9n emiten rayos X. Pero Dottori y sus colegas hispanoamericanos est\u00e1n convencidos de que el objeto J133658.3\u2212295105 exhibe caracter\u00edsticas compatibles con las de un agujero negro supermasivo. De acuerdo con sus c\u00e1lculos, la masa del agujero negro eyectado del n\u00facleo de la M83 es alrededor de un mill\u00f3n de veces mayor que la del Sol, y equivale a una quinta parte de la suma de las masas de los dos agujeros negros que se encaminan hacia su uni\u00f3n en el centro de la galaxia. “Creemos que el agujero negro eyectado orbitar\u00e1 alrededor de la galaxia durante millones de a\u00f1os, y su disco de acreci\u00f3n capturar\u00e1 espor\u00e1dicamente materia del medio interestelar”, afirma Dottori, que us\u00f3 en su estudio simulaciones computacionales realizadas por el alumno de maestr\u00eda Guilherme Gon\u00e7alves Ferrari. “Dif\u00edcilmente se incorporar\u00e1 nuevamente al n\u00facleo activo de la M83.”<\/p>\n

Una colisi\u00f3n triple o doble
\n<\/strong>Hoy en d\u00eda la mayor\u00eda de los astrof\u00edsicos cree que en el centro de pr\u00e1cticamente todas las galaxias, la V\u00eda L\u00e1ctea inclusive, hay un agujero negro supermasivo, dotado de una masa millones o hasta miles de millones de veces mayor que la del Sol. Cuando dos o m\u00e1s galaxias colisionan e inician interacciones para fundirse, un proceso relativamente com\u00fan en la historia del Universo, tambi\u00e9n sus respectivos agujeros negros interact\u00faan para unirse. En ese contexto de uni\u00f3n de galaxias, un agujero negro puede ser expelido del coraz\u00f3n del sistema.<\/p>\n

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TIM JONES \/ MCDONALD OBSERVATORY<\/span>Dibujo de agujero negro expulsado de una galaxiaTIM JONES \/ MCDONALD OBSERVATORY<\/span><\/p><\/div>\n

El art\u00edculo cient\u00edfico del astrof\u00edsico de la UFRGS no es el primero que defiende la idea de haber encontrado un agujero negro que fue eyectado de su galaxia. Durante los \u00faltimos cinco a\u00f1os, la publicaci\u00f3n de trabajos sobre este tema se ha intensificado. Pero en ninguno de los casos relatados los cient\u00edficos tienen evidencias derivadas de la observaci\u00f3n inequ\u00edvoca sobre la ocurrencia del elusivo fen\u00f3meno. Eso no necesariamente va en desmedro de los art\u00edculos cient\u00edficos, sino m\u00e1s bien una constataci\u00f3n acerca de la dificultad de comprobar este tipo de hallazgo. “El trabajo de Horacio Dottori es bueno y se lo aceptaron en una buena revista cient\u00edfica, pero no es conclusivo”, dice el astrof\u00edsico Jo\u00e3o Steiner, del Instituto de Astronom\u00eda, Geof\u00edsica y Ciencias Atmosf\u00e9ricas de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IAG-USP), experto en galaxias con n\u00facleos activos. Los modelos matem\u00e1ticos muestran que es plausible que ocurra una colisi\u00f3n triple, en la cual la din\u00e1mica de interacciones entre los cuerpos provoque la expulsi\u00f3n del agujero negro de menor masa del n\u00facleo de una galaxia, antes de que los otros dos agujeros negros se mezclen. “Sin embargo, colisiones triples son mucho m\u00e1s raras que las dobles”, afirma Steiner.<\/p>\n

Existen casos en que los cient\u00edficos dicen que un agujero negro fue desplazado del centro de una galaxia, pero no saben precisar si dicho fen\u00f3meno ocurri\u00f3 en raz\u00f3n de un choque doble o triple. El 1\u00b0 de julio de este a\u00f1o, en la \u00e9poca en que sali\u00f3 el trabajo de Dottori, astrof\u00edsicos del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) publicaron un art\u00edculo en el Astrophysical Journal en el cual abordaban un posible descubrimiento envuelto en esa duda. Hallaron un agujero negro supermasivo \u2013a decir verdad, una fuente emisora de rayos X denominada CID-42\u2013 que habr\u00eda sido expulsado del n\u00facleo de una galaxia ubicada en la constelaci\u00f3n de Sextante, a 3.900 millones de a\u00f1os luz de la Tierra. El saber si el desplazamiento es producto de la colisi\u00f3n de dos o tres agujeros constituye una diferenciad decisiva. La din\u00e1mica de eventos implicada en una situaci\u00f3n es diferente de la otra.<\/p>\n

Si el CID-42 se alej\u00f3 del centro del sistema en raz\u00f3n de la colisi\u00f3n de tres agujeros negros, hubo un proceso de expulsi\u00f3n similar al descrito por Dottori en la M83. El menor agujero negro habr\u00eda sido hondeado hacia fuera del n\u00facleo de la galaxia al acercarse en demas\u00eda a los otros dos. Es decir, la nueva galaxia que se est\u00e1 formando seguir\u00eda con dos agujeros negros (a\u00fan no fundidos) en su centro y uno, menor, en la periferia. En caso de que se trate de un encontronazo de tan s\u00f3lo dos objetos chupadores de materia, un tipo de evento supuestamente m\u00e1s com\u00fan, la causa del desplazamiento del agujero negro ser\u00eda otra, y ese detalle cambiar\u00eda todo.<\/p>\n

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HORACIO DOTTORI, RUBEN J. DIAZ, JUAN F. ALBACETE-COLOMBO, DAMIAN MAST \/ CHANDRA<\/span>Fuentes de radio y rayos X de la M83: dos agujeros negros en el centro y uno eyectado (estela)HORACIO DOTTORI, RUBEN J. DIAZ, JUAN F. ALBACETE-COLOMBO, DAMIAN MAST \/ CHANDRA<\/span><\/p><\/div>\n

Ondas gravitacionales<\/strong>
\nEn ese segundo escenario, primero ocurrir\u00eda la fusi\u00f3n de los dos agujeros negros. Sus masas se sumar\u00edan y generar\u00edan un nuevo y \u00fanico agujero negro en el n\u00facleo de la galaxia. El agujero negro resultante ser\u00eda entonces arrojado hacia fuera del coraz\u00f3n del sistema debido a la acci\u00f3n de las llamadas ondas gravitacionales, cuya existencia fue prevista por Albert Einstein en la teor\u00eda de la relatividad general hace casi un siglo, pero que a\u00fan no ha sido comprobada experimentalmente. “En tal caso, luego de la eyecci\u00f3n, la galaxia queda sin ning\u00fan agujero negro”, afirma el astrof\u00edsico David Merritt, del Instituto de Tecnolog\u00eda de Rochester (EUA). “La detecci\u00f3n de ese fen\u00f3meno ser\u00eda la confirmaci\u00f3n de las teor\u00edas de Einstein”. Cuando la velocidad de eyecci\u00f3n no es muy elevada, el agujero negro solamente oscilar\u00eda alrededor del n\u00facleo de la galaxia durante un tiempo, y al cabo de algunos millones de a\u00f1os regresar\u00eda a su lugar habitual. No hay que olvidarse que el escenario de los agujeros negros forma parte del Universo einsteniano, en el cual el espacio tiene cuatro dimensiones: las tres de la f\u00edsica cl\u00e1sica m\u00e1s el tiempo.<\/p>\n

Las ondas gravitacionales se definen como deformaciones causadas en la curvatura del espacio-tiempo por la presencia de grandes masas en movimiento. De la misma manera que la navegaci\u00f3n de un barco produce oscilaciones en el oc\u00e9ano, el desplazamiento de cuerpos celestes generar\u00eda ondas gravitacionales que se propagar\u00edan a la velocidad de la luz. En teor\u00eda, una galaxia con dos agujeros negros en camino hacia la fusi\u00f3n ser\u00eda un ambiente ideal para confirmar la existencia de esa nueva forma de energ\u00eda. “Cuando dos agujeros negros se funden, las ondas gravitacionales no son emitidas de manera sim\u00e9trica, sino preferentemente en algunas direcciones. Esto provoca en el agujero negro un efecto similar al retroceso causado por el lanzamiento de un cohete”, afirma la astrof\u00edsica Stefanie Komossa, del Instituto Max Planck de F\u00edsica Extraterrestre de Alemania, quien en 2008 encontr\u00f3 un probable caso de eyecci\u00f3n de agujero negro en una galaxia ubicada a 10 mil millones de a\u00f1os luz de la Tierra. De esta forma, el agujero negro ser\u00eda lanzado hacia fuera de la galaxia en la direcci\u00f3n opuesta a la de las ondas gravitacionales. “Reci\u00e9n ahora estamos observando estos eventos en la naturaleza”, dice Komossa. “Y son importantes para entender la formaci\u00f3n y la evoluci\u00f3n de las galaxias.”<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico
\n<\/em>DOTTORI, H. et al<\/em>. The missing goliath’s slingshot: massive black hole recoil at M83<\/a>. The Astrophysical Journal Letters<\/strong>. v. 717, n.1, p. L42-L46. 1\u00b0 jul. 2010.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Fusi\u00f3n de galaxias expulsa a un agujero negro de su n\u00facleo","protected":false},"author":13,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[274,304],"coauthors":[101],"class_list":["post-90100","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-astronomia-es","tag-fisica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90100","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/13"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=90100"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90100\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=90100"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=90100"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=90100"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=90100"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}