Un agujero negro eyecta jets de material pesado

El telescopio espacial de rayos X de la ESA (Agencia Espacial Europea), XMM-Newton, ha hecho posible un sorprendente descubrimiento relativo al conjunto de partículas que escapan formando potentes chorros o, técnicamente, jets, de los alrededores de un agujero negro en nuestra galaxia.

Los agujeros negros de masa estelar son observados a menudo devorando material procedente de una estrella compañera. La materia fluye desde la estrella hacia el agujero negro, orbitando en un disco a su alrededor a una temperatura tan alta que emite rayos X (radiación de Hawking).

En algunos casos, en lugar de “tragar” todo el material, el agujero negro expulsa una parte, formando dos potentes chorros de partículas. Como estos jets extraen masa y energía del sistema, el agujero negro se queda con menos material del que alimentarse.

Las observaciones con radiotelescopios ya habían desvelado que los jets procedentes de agujeros negros contienen electrones acelerados a velocidades próximas a las de la luz. Pero hasta ahora no estaba claro si la carga negativa de los electrones se neutralizaba con la de sus antipartículas, los positrones, o con otras partículas más pesadas de carga positiva, como los protones o los núcleos atómicos.

En un nuevo estudio, los astrónomos han recurrido a XMM-Newton para estudiar un sistema binario llamado 4U1630–47, que destaca por presentar brotes de emisión en rayos X durante periodos que pueden durar años.

“En nuestras observaciones detectamos la presencia de núcleos ionizados de dos elementos pesados, hierro y níquel”, afirma María Díaz Trigo, del Observatorio Austral Europeo (ESO), autora principal del trabajo que publica en la revista Nature.

“El hallazgo supone una sorpresa positiva, porque deja claro que la composición de los jets de agujeros negros es más rica, contiene otras partículas además de electrones”.

En la primera observación del equipo de Díaz Trigo al sistema, se detectaron brotes de rayos X en torno al agujero negro, pero no observaron nada en radio, por lo que los jets no estaba activos. En la segunda observación, sin embargo, detectaron tanto radiación de Hawking como ondas en radio: los jets se habían reactivado. Al analizar todos los datos de rayos X, descubrieron indicios de la presencia de núcleos de hierro y níquel orientados tanto hacia el telescopio como en sentido contrario (aunque en este caso sólo encontraron núcleos de hierro), lo que indica que pertenecían a dos jets distintos.
“Partiendo de estas huellas de hierro y níquel pudimos mostrar que la velocidad de los jets es realmente muy alta, de unos dos tercios de la velocidad de la luz”, dice el también firmante del trabajo James Miller-Jones, de la Universidad de Curtin, Australia, desde donde también se realizaron observaciones al sistema.

“Es más, la presencia de núcleos atómicos pesados en jets de agujeros negros significa que la masa y la energía se están alejando del agujero negro en cantidades muy superiores de lo que pensábamos hasta ahora” dice Simone Migliari, de la U. de Barcelona

Es la primera vez que se detectan núcleos pesados en jets de un agujero negro de masa estelar relativamente típico.

Fuente: http://www.noticiasciencias.com/2013/11/un-agujero-negro-eyecta-chorros-de.html

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