Los objetos misteriosos de la Vía Láctea parecen nubes de gas, pero se comportan como estrellas

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Se ha dicho, con una gran cantidad de verdad, que cuanto más conocemos a alguien más extraño se vuelve esa persona. El Universo es así; guardando sus extraños secretos para sí mismos, solo revelándolos de mala gana a aquellos observadores curiosos que se encuentran obsesionados con sus muchos misterios. El centro de nuestra Galaxia, la Vía Láctea, es de naturaleza secreta, albergando un agujero negro supermasivo mayor que se esconde silenciosamente en su vejez, mostrando solo los vestigios de su voraz apetito juvenil y siniestro. En junio de 2018, un equipo de astrónomos anunció que habían descubierto varios objetos extraños que acechaban la guarida de esta bestia gravitatoria masiva, y estos objetos extraños esconden su verdadera identidad detrás de una máscara de polvo impenetrable. Estos objetos extraños, que participan en esta exótica mascarada en el corazón de la oscuridad de nuestra Galaxia, parecen nubes de gas, pero como estrellas.

El 6 de junio de 2018, en la reunión de verano de la American Astronomical Society (AAS) en Denver, Colorado, un equipo de astrónomos presentó sus conclusiones sobre la naturaleza extraña de estos objetos misteriosos y enmascarados. El equipo, dirigido por la Dra. Anna Ciurlo, doctora postdoctoral de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), anunció sus resultados, que obtuvieron utilizando 12 años de datos tomados del Observatorio WM Keck en Maunakea, Hawai.

“Estos objetos estelares polvorientos y compactos se mueven extremadamente rápido y cerca del agujero negro supermasivo de nuestra galaxia. Es fascinante verlos moverse año tras año. “, Dijo el Dr. Ciurlo a la prensa el 6 de junio de 2018.

Los astrónomos hicieron su descubrimiento al obtener mediciones espectroscópicas de la dinámica del gas del Centro de nuestra Vía Láctea utilizando el Espectrógrafo de Imágenes de Infrarrojos Supresores de OH del Observatorio Keck (OSIRIS).

“Comenzamos este proyecto pensando que si observamos cuidadosamente la complicada estructura del gas y el polvo cerca del agujero negro supermasivo , podríamos detectar algunos cambios leves en la forma y la velocidad, y las características que los ubican en la clase de objetos G , o objetos estelares polvorientos “, explicó el Dr. Randy Campbell a la prensa el 6 de junio de 2018. El Dr. Campbell es el líder de operaciones científicas en el Observatorio Keck.

Los misteriosos objetos G se descubrieron por primera vez al acecho cerca de la bestia supermasiva de nuestra Galaxia hace más de una década; G1 fue descubierto por primera vez en 2004, y G2 fue descubierto en 2012. Originalmente, se pensaba que ambos objetos extraños eran nubes de gas, es decir, hasta que se acercaron más al agujero negro supermasivo , denominado Sagittarius A * (Sgr A * , para abreviar, pronunciado Saj-A-Star). En ese punto mortal, tanto G1 como G2 lograron de alguna manera sobrevivir al tirón extremadamente poderoso del agujero negro , que normalmente desgarra las nubes de gas desafortunadas en pedazos.

“Si fueran nubes de gas, G1 y G2 no hubieran podido mantenerse intactos. Pueden sacar la materia de sus atmósferas estelares cuando las estrellas se acercan lo suficiente, pero tienen un núcleo estelar con suficiente masa para permanecer intactos. Astrónomo Dr. Mark Morris comentó a la prensa en la reunión de verano AAS 2018. El Dr. Morris es co-investigador principal y miembro de Galactic Center Orbits Initiative (GCOI) de UCLA.

Obviamente, se descargó una gran cantidad de energía en los objetos G extraños . Esto hizo que se hincharan y se volvieran mucho más grandes que las estrellas normales.

GCOI propone que estos extraños objetos G se originen a partir de fusiones estelares, por lo que un dúo de estrellas en un sistema binario se choca entre sí como resultado de las perturbaciones gravitacionales de un agujero negro. A medida que pasa el tiempo, la poderosa gravedad del agujero negro cambia las órbitas del dúo de estrellas binarias hasta que chocan con resultados catastróficos. El objeto estelar recién combinado resultante que emerge del lío podría explicar dónde se originó el exceso de energía.

“Después de tal fusión, el único objeto resultante sería ‘inflado’, o desviado, durante un largo período de tiempo, quizás un millón de años, antes de que se establezca y aparezca como una estrella de tamaño normal, el Dr. Morris continuó explicando a la prensa en la reunión de AAS.

“Si estos objetos son, de hecho , sistemas estelares binarios que han sido impulsados ​​a fusionarse a través de su interacción con el agujero negro supermasivo central, esto puede proporcionarnos información sobre un proceso que puede ser responsable de los ratones de agujero negro de masa estelar recientemente descubiertos que han sido detectado a través de ondas gravitacionales, “Dr. Andrea Ghez explicó a la prensa. La Dra. Ghez es la directora de GCOI , que ella fundó en 1994. El GCOI estudia las regiones más internas de nuestra Galaxia con la mayor resolución angular posible. Lo hace para iluminar el nacimiento y la evolución de las galaxias y su acompañamiento de agujeros negros supermasivos a través de la medida del movimiento orbital. El GCOI depende de un conjunto de datos que se ha recopilado durante casi un cuarto de siglo en el Observatorio WM Keck. Este valioso conjunto de datos condujo al importante descubrimiento de Sgr A * que perseguía el corazón oculto de nuestra Vía Láctea, además de detectar una inesperada población de estrellas. GCOI tiene la promesa de probar la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein (1915) cerca de un agujero negro supermasivo , un régimen nuevo e inexplorado para esta fuerza fundamental de la naturaleza.

La caza de la bestia supermasiva

El físico estadounidense Karl Jansky (1905-1950) fue el primero en encontrar una extraña señal de radio originada en una región ubicada en el centro de nuestra galaxia. Jansky, el “padre de la radioastronomía”, descubrió que la misteriosa señal provenía de la constelación de Sagitario . Sin embargo, la bestia gravitacional oculta fue descubierta décadas después, el 13 y 15 de febrero de 1974, por el astrónomo Dr. Bruce Galick de la Universidad de Washington y el difunto Dr. Robert Brown (1945-2016). Para hacer su descubrimiento de Sgr A * , los dos astrónomos utilizaron el interferómetro de línea de base del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) en Charlottesville, Virginia.

El 16 de octubre de 2002, un equipo internacional de astrónomos, dirigido por el Dr. Reinhard Genzel del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Alemania, anunció que han estado estudiando los motores de una estrella, apodada S2 , durante más de diez años. S2 está ubicado muy cerca de Sgr A *, y el equipo de astrónomos propuso que los datos que habían estado recolectando eliminaron la posibilidad de que Sgr A * fuera el anfitrión de un grupo de estrellas oscuras o de una masa de fermiones degenerados . Los fermiones son partículas subatómicas, como los nucleones (protones y neutrones) que tienen un giro semi-integral. Propuesta de los astrónomos fortalece el caso de la existencia de un corazón supermasivo de la oscuridad al acecho en el centro galáctico.

Desafortunadamente, los astrónomos no pueden estudiar Sgr A * en longitudes de onda ópticas porque está muy cubierto por una densa y gruesa capa de gas y polvo, que se encuentra frustrantemente entre Sgr A * y la Tierra. Sin embargo, los astrónomos han logrado resolver algunos de los misterios del agujero negro supermasivo de nuestro Galaxy. Primero, Sgr A * pesa alrededor de cuatro millones de veces la masa de nuestro Sol, lo que lo hace bastante delicado, al menos para los estándares de los agujeros negros supermasivos . Se ha encontrado que otras galaxias albergan un agujero negro supermasivo central que cuenta con una inmensa masa de miles de millones de veces la energía solar. En segundo lugar, los astrónomos han descubierto que Sgr A * está rodeado por un grupo de estrellas neonatales de fuego. Por desgracia, algunos de estos bebés estelares hicieron una inmersión condenatoria a unos pocos miles de millones de kilómetros de donde la bestia supermasiva espera su cena.

A pesar de que nuestros sueños s upermassive de agujeros negros en paz en su vejez, cuando se despierta de su siesta se pueden poner en un gran espectáculo de fuegos artificiales. Este tipo de despertar colorido, ruidoso y violento ocurrió hace un siglo cuando Sgr A * cenó con avidez en una desafortunada mancha de material que había viajado fatalmente demasiado cerca de sus fauces. Esta fiebre desordenada creó un espectáculo brillante que iluminó el centro de nuestra Galaxia.

El 5 de enero de 2015, la NASA anunció la observación de un destello de rayos X, originado en Sgr A *, que era 400 veces más brillante de lo normal. Este destello ardiente se convirtió en un rompe discos en comparación con el brillo de los destellos observados previamente de Sgr A * . Este evento inusual posiblemente se resuelva ya sea por la separación de un asteroide condenado que cae en las fauces en espera del agujero negro , o por el enredo de las líneas del campo magnético dentro del gas que flota en Sgr A *.

Los datos actuales indican que las emisiones de radio del Sgr A * no se originan en el agujero negro , sino que parecen provenir de un punto brillante en la región que lo rodea, cerca del horizonte de eventos. Las emisiones de radio posiblemente se originen en el disco de acreción o en un chorro de material relativista que se dispara desde el disco. Si la posición del observador de Sagitario A * estuviera estrictamente centrada en el agujero negro , los astrónomos podrían observarla ampliada más allá de su tamaño real, como resultado de la lente gravitacional. La lente gravitacional proporciona a los astrónomos una herramienta natural útil. Este fenómeno es una predicción de la Relatividad General por la cual la gravedad de un objeto masivo de primer plano (la lente) puede distorsionar la luz proveniente de un objeto directamente detrás de él, a veces ampliando la luz más distante.

Una mascarada celestial

Lo que hace que los objetos G sean tan raros es su “hinchazón”. Es raro que una estrella esté envuelta por una capa de gas y polvo tan espesa que los astrónomos no puedan mirar a través de ella y observar la estrella directamente. Todo lo que los astrónomos pueden ver al observar los objetos G es un sobre brillante compuesto de polvo. Para ver los objetos a través de sus oscuros velos polvorientos, el Dr. Campbell desarrolló una herramienta denominada OSIRIS-Volume Display (OsrsVol).

El Dr. Campbell desarrolló un cubo de datos de imágenes tridimensionales con OsrsVol . Desarrolló esta herramienta de representación de volumen personalizada para separar un trío de otros objetos G en el Centro Galáctico, denominado G3 , G4 y G5, de la emisión de fondo. Una vez que se realizó el análisis 3-D, el equipo de científicos pudo distinguir claramente los objetos G. Esto les permitió seguir su movimiento y observar su misterioso comportamiento alrededor de Sgr A *.

OsrsVol nos permitió aislar estos objetos G de la emisión de fondo y analizar los datos espectrales en tres dimensiones: dos dimensiones espaciales y la dimensión de longitud de onda que proporciona información sobre la velocidad. Por cierto, podríamos rastrear su movimiento en el tiempo en relación con el negro Hoyo “, explicó el Dr. Campbell a la prensa en la reunión de verano AAS 2018.

El Dr. Ciurlo luego comentó que el ” Observatorio Keck ha estado observando el Centro Galáctico cada año durante 20 años con algunos de los mejores instrumentos y tecnologías. Esto solo proporciona un conjunto de datos muy alta y consistente, lo que nos permitió profundizar en el análisis de los datos. “

G3, G4 y G5 son especialmente interesantes porque comparten ciertas características intrigantes con G1 y G2 . El equipo de astrónomos planea continuar siguiendo la forma y el tamaño de las órbitas de los objetos G. Esto se debe a que podrían proporcionar pistas importantes que explican cómo se formaron.

Los astrónomos planean prestar especial atención a estos objetos compactos estelares polvorientos cuando viajan más cerca de Sgr A *. Esto les permitirá seguir observando su comportamiento y ver si los objetos permanecen intactos como lo hicieron G1 y G2 , o simplemente se convirtió en un trágico aperitivo para Sgr A * . Solo en ese momento se quitarán las máscaras y revelarán su verdadera identidad.

“Tendremos que esperar algunas décadas para que esto suceda: unos 20 años para G3 , y décadas más para G4 y G5 . Mientras tanto, podemos aprender más sobre estos puffballs siguiendo su evolución dinámica utilizando OSIRIS”, comentó Dr. Morris a la prensa el 6 de junio de 2018.

El Dr. Ciurlo también explicó a la prensa en la reunión de AAS que “Entender los objetos G puede enseñarnos sobre el fascinante y aún misterioso entorno del Centro Galáctico , el ambiente exótico funciona”.

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