"El Cosmos está constituido por todo lo que es, lo que ha sido o lo que será" Carl Sagan

12 diciembre 2009

Hacia una exquisita mirada a un agujero negro

El interferómetro Keck resuelve directamente el material de acreción alrededor de agujeros negros supermasivos en núcleos galácticos.

Un equipo internacional de investigación liderado por Makoto Kishimoto del Instituto Max Planck de Radioastronomía, en Bonn, Alemania, presenta algunas de las primeras mediciones interferométricas de larga línea de base en el infrarrojo hacia el cercano núcleo galáctico activo con el telescopio interferométrico Keck en Hawai.

El equipo encontró las mediciones para indicar una emisión en forma de anillo de la sublimación de granos de polvo, y su radio para producir señales en la morfología del material de acreción alrededor del agujero negro, en estos núcleos.

Los resultados se publican en Astronomy & Astrophysics en la edición de la primera semana de diciembre de 2009. Los núcleos de muchas galaxias muestran radiación muy intensa, desde rayos X hasta óptica, infrarroja y radio, y, en algunas ocasiones, exhiben un poderoso chorro. Estos núcleos de galaxias activas (AGN) se piensa que están alimentados por la acreción de agujeros negros supermasivos. El gas y el polvo en acreción son especialmente brillantes en la radiación óptica e infrarroja (IR).

En mayo de 2009, Makoto Kishimoto y su equipo observaron con éxito 4 de tales AGN con el Interferómetro Keck, en Hawai. Sus fuentes objetivo incluyeron a NGC 4151, una galaxia relativamente cercana a sólo 50 millones de años luz, pero también un distante cuasar con corrimiento hacia el rojo de 0,108 (que corresponde a una distancia de más de mil millones de años luz). “Esto sólo fue posible debido a un gran esfuerzo de los equipo del Keck para perfeccionar el instrumento”, dice Makoto Kishimoto, autor líder del artículo. El Telescopio Infrarrojo del Reino Unido, UKIRT, fue usado para seguir las observaciones del Keck para obtener imágenes actualizadas en el IR cercano de esas galaxias.

Los astrónomos estuvieron tratando de ver directamente cómo los agujeros negros supermasivos engullen el gas circundante y cómo es lanzado el poderoso chorro alrededor del agujero negro. No obstante, para resolver espacialmente tales objetos distantes en el longitudes de onda del IR, se necesitaría un telescopio de 100 metros de diámetro. En lugar de construir tal telescopio gigante, una forma más práctica es combinar los haces de dos o más telescopios que estén bien apartados para detectar un patrón de interferencia de dos haces e inferir cómo se vería la vecindad del agujero negro.

“La técnica que estamos usando es muy nueva y muy demandante en término de condiciones de observación y análisis de datos”, dice Robert Antonucci de la Universidad de California en Santa Bárbara, coautor del artículo.

En el futuro, habrá muchos telescopios, o un conjunto de telescopios, extendido sobre varios kilómetros. Tales conjuntos ya han sido usados en radio, pero aún no en longitudes de onda del IR u ópticas. La interferometría óptica/IR está aún en una etapa temprana – actualmente se usan dos o tres telescopios. Un prototipo de estos conjuntos está formado por dos telescopios Keck de 10 metros de diámetro cada uno, llamado Interferómetro Keck (IK).

Ya que el Interferómetro Keck se ha usado para observar muchas estrellas en nuestra Galaxia, es un desafío observar objetos fuera de nuestra Galaxia, especialmente agujeros negros supermasivos, en el núcleo de otras galaxias. Esto es simplemente porque son mucho más débiles. Las observaciones interferométricas de tales objetos, especialmente en las longitudes de ondas más cortas del IR, o IR cercano, han sido particularmente difíciles. La dificultad está directamente relacionada al tamaño de la longitud de onda – por ejemplo, en la longitud de onda de radio, la cual es mucho más larga que las longitudes de onda del IR, la técnica interferométrica es ya usada rutinariamente.

Hasta hace poco, sólo un AGN había sido observado con éxito con el IK. Esta galaxia, NGC 4151, es una de las más brillantes de estas fuentes en las longitudes de onda óptica/IR. Las nuevas observaciones, más sensibles, de cuatro galaxias han guiado a un claro retrato de lo que está siendo resuelto – una emisión de granos de polvo en forma de anillo, coexistiendo en el gas de acreción, el cual está lo suficientemente caliente para ser sublimado.

Utilizando observaciones diferentes e independientes del radio de la región de sublimación del polvo (lo cual viene del análisis de la variabilidad de la luz óptica e IR), el equipo piensa que  posiblemente han comenzado a explorar cómo el material de acreción está distribuido radialmente a partir del agujero negro – o sea, cuán compacta o cuán extendida está la distribución del material.

“Aunque hemos obtenido la resolución espacial más alta en IR, ésta es aún una región relativamente muy exterior al sistema central del agujero negro”, dice Makoto Kishimoto. “Esperamos conseguir una resolución aún más alta usando telescopios que vayan más allá, para lograr estar aún más cerca del centro y esperamos observar muchos otros sistemas de agujeros negros supermasivos”.

Imagen: M. Kishimoto / UKIRT

Más información en: http://www.mpifr-bonn.mpg.de/

Vía El Mensajero de los Astros

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