Aquí está cómo la luz puede haber estallado a través del universo y fuera de las edades oscuras
Un agujero negro supermassive se representa en el concepto de este artista, rodeado por un disco que remolina del material que cae en él. La bola púrpura de luz sobre el agujero negro, una característica llamada corona, contiene partículas altamente energéticas que generan luz de rayos X. La corona se reúne hacia adentro, haciéndose más brillante, antes de disparar lejos del agujero negro. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech
Por el personal de Space.com,| 1 de septiembre de 2017
¿Cómo fue la luz capaz de salir de la oscuridad de la "edad oscura" cósmica, aproximadamente 500 millones de años después del Big Bang? Una nueva investigación puede proporcionar una visión de uno de los misterios más antiguos del universo, y el sorprendente protagonista de esta historia podría ser el villano astronómico favorito de todos: los agujeros negros.
La historia comienza dentro de las fracciones de un segundo después del Big Bang, cuando el universo se expandió exponencialmente. Se convirtió en una sopa cósmica de partículas fundamentales que se enfrió relativamente rápidamente en unos 400.000 años, creando un denso gas hidrógeno. Esto comenzó lo que se conoce como las edades oscuras cósmicas, durante las cuales el universo fue envuelto en la oscuridad.
Cualquier luz emitida por estrellas tempranas y galaxias habría sido absorbida casi inmediatamente por el medio de hidrógeno neutro grueso que lo rodea. Pero de alguna manera, el medio intergaláctico pasó de ser frío y neutro para calentarse e ionizarse.
Los cosmólogos han teorizado que suficiente luz ultravioleta intensa fue producida por estrellas tempranas y galaxias para quemar el denso hidrógeno, provocando la época de re-ionización que transformó el universo en la maravilla llena de luz que conocemos hoy en día.
Cómo esto sucedió no es bien entendido, como otras teorías dicen que la radiación UV de las estrellas y galaxias en las edades oscuras no habría sido lo suficientemente potente como para soplar a través del hidrógeno neutro.
Pero un nuevo estudio de las observaciones recientes del Observatorio de Rayos X Chandra, cuyos resultados se acababan de publicar en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society, podría proporcionar una pista.
Hubble ha encontrado las galaxias antiguas que dieron al universo su primera luz
Mientras que los agujeros negros son famosos por devorar toda la luz y la materia que los rodea, algunos de ellos son conocidos por escupir jets potentes de alta energía de las partículas de rayos X.
"A medida que la materia cae en un agujero negro, comienza a girar y la rápida rotación empuja una parte de la materia hacia fuera", dijo el autor principal Philip Kaaret, de la Universidad de Iowa, en un comunicado. "Están produciendo estos vientos fuertes que podrían abrir una vía de escape para la luz ultravioleta. Eso podría ser lo que sucedió con las primeras galaxias".
Kaaret y su equipo examinaron los datos de Chandra de una galaxia llamada Tol 1247-232, ubicada a unos 600 millones de años luz de la Tierra. Es una de las tres únicas galaxias cercanas a las que se ha descubierto la luz ultravioleta. En mayo de 2016, Chandra observó una sola fuente de rayos X desde Tol 1247-232 cuyo brillo creció y disminuyó. Kaaret y sus colegas determinaron que la fuente no podía ser una estrella.
Tololo 1247-232 (Tol 1247 or T1247)) es una pequeña galaxia a una distancia de 652 millones de años luz (200.000.000 de parsecs) (desplazamiento al rojo z = 0,0480). (1) Se sitúa en la constelación ecuatorial meridional de Hydra. Visualmente, Tol 1247 parece ser una galaxia espiral irregular o posiblemente barrada. (2) Tol 1247 se nombra después de las encuestas que fueron llevadas en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo (CTIO), el primero de los cuales fue en 1976. (3) Es una de nueve galaxias en el universo local que se conoce para emitir fotones continuos de Lyman Crédito de la imagen: William Keel (University of Alabama) in 2015. The images used are taken from Program 13027.
"Las estrellas no tienen cambios en el brillo", dijo Kaaret. "Nuestro sol es un buen ejemplo de eso. Para cambiar de brillo, tienes que ser un objeto pequeño, y eso realmente lo reduce a un agujero negro".
Los chorros de material de rayos X que salen del agujero negro parecen haber soplado cavidades en el medio gaseoso cercano, permitiendo que la luz UV se escape.
"Es posible que el agujero negro esté creando vientos que ayuden a que la radiación ionizante de las estrellas escape", dijo Kaaret. "Así, los agujeros negros pueden haber ayudado a hacer el universo transparente."
Comparó el proceso con un patinador que giraba con los brazos extendidos. Mientras la patinadora acerca sus brazos a su cuerpo, ella gira más rápido. Los agujeros negros funcionan de manera similar. A medida que la gravedad extrae la materia hacia dentro hacia un agujero negro, el agujero negro también gira más rápido. A medida que aumenta la fuerza gravitacional del agujero negro, la velocidad también crea energía.
Como en Tol 1247-232, las explosiones de rayos X en el universo primitivo tendrían suficiente calor y energía para soplar el gas neutro y el polvo, dijo el equipo, permitiendo que la radiación ultravioleta "se escapara".
Kaaret explicó en un correo electrónico a Seeker que muchas de las primeras estrellas del universo eran masivas.
"Estas estrellas envejecen muy rápidamente y mueren como agujeros negros", escribió. "La materia alrededor de los agujeros negros es muy caliente (millones de Kelvin) y crea rayos X. Entonces el UV en la historia proviene de estrellas calientes, y es de 10.000 a 100.000 de Kelvin".
Mientras que los agujeros negros son el mecanismo probable, el equipo quisiera reducir el tipo de agujero negro. También dijeron que todavía hay otras posibilidades de explicar sus observaciones.
"Otro posible origen de la emisión de rayos X", escribió el equipo en su artículo, "proviene de una fuente de rayos X ultraluminosa (ULX) o hiper-luminosa (HLX). Se cree que los ULXs son binarios de rayos X que contienen agujeros negros estelares o estrellas de neutrones.Los HLX pueden ser superordenadores de Eddington (posiblemente quásares) o agujeros negros de masa intermedia. "
Dijeron que la repetición de imágenes de rayos X de Tol1247 con Chandra podría revelar si la emisión de rayos X se origina a partir de una sola fuente o múltiples fuentes. Además, el equipo ha estado mirando una galaxia similar, Haro 11, y dijo que ya que "no es posible sacar conclusiones sólidas de una muestra de dos objetos", esperan poder observar más galaxias donde chorros de material disparando hacia fuera han soplado hacia fuera las cavidades grandes en el gas circundante.
Enlace rechazado:
Originalmente publicado en Seeker.
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Un agujero negro supermassive se representa en el concepto de este artista, rodeado por un disco que remolina del material que cae en él. La bola púrpura de luz sobre el agujero negro, una característica llamada corona, contiene partículas altamente energéticas que generan luz de rayos X. La corona se reúne hacia adentro, haciéndose más brillante, antes de disparar lejos del agujero negro. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech
Por el personal de Space.com,| 1 de septiembre de 2017
¿Cómo fue la luz capaz de salir de la oscuridad de la "edad oscura" cósmica, aproximadamente 500 millones de años después del Big Bang? Una nueva investigación puede proporcionar una visión de uno de los misterios más antiguos del universo, y el sorprendente protagonista de esta historia podría ser el villano astronómico favorito de todos: los agujeros negros.
La historia comienza dentro de las fracciones de un segundo después del Big Bang, cuando el universo se expandió exponencialmente. Se convirtió en una sopa cósmica de partículas fundamentales que se enfrió relativamente rápidamente en unos 400.000 años, creando un denso gas hidrógeno. Esto comenzó lo que se conoce como las edades oscuras cósmicas, durante las cuales el universo fue envuelto en la oscuridad.
Cualquier luz emitida por estrellas tempranas y galaxias habría sido absorbida casi inmediatamente por el medio de hidrógeno neutro grueso que lo rodea. Pero de alguna manera, el medio intergaláctico pasó de ser frío y neutro para calentarse e ionizarse.
Los cosmólogos han teorizado que suficiente luz ultravioleta intensa fue producida por estrellas tempranas y galaxias para quemar el denso hidrógeno, provocando la época de re-ionización que transformó el universo en la maravilla llena de luz que conocemos hoy en día.
Cómo esto sucedió no es bien entendido, como otras teorías dicen que la radiación UV de las estrellas y galaxias en las edades oscuras no habría sido lo suficientemente potente como para soplar a través del hidrógeno neutro.
Pero un nuevo estudio de las observaciones recientes del Observatorio de Rayos X Chandra, cuyos resultados se acababan de publicar en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society, podría proporcionar una pista.
Hubble ha encontrado las galaxias antiguas que dieron al universo su primera luz
Mientras que los agujeros negros son famosos por devorar toda la luz y la materia que los rodea, algunos de ellos son conocidos por escupir jets potentes de alta energía de las partículas de rayos X.
"A medida que la materia cae en un agujero negro, comienza a girar y la rápida rotación empuja una parte de la materia hacia fuera", dijo el autor principal Philip Kaaret, de la Universidad de Iowa, en un comunicado. "Están produciendo estos vientos fuertes que podrían abrir una vía de escape para la luz ultravioleta. Eso podría ser lo que sucedió con las primeras galaxias".
Kaaret y su equipo examinaron los datos de Chandra de una galaxia llamada Tol 1247-232, ubicada a unos 600 millones de años luz de la Tierra. Es una de las tres únicas galaxias cercanas a las que se ha descubierto la luz ultravioleta. En mayo de 2016, Chandra observó una sola fuente de rayos X desde Tol 1247-232 cuyo brillo creció y disminuyó. Kaaret y sus colegas determinaron que la fuente no podía ser una estrella.
Tololo 1247-232 (Tol 1247 or T1247)) es una pequeña galaxia a una distancia de 652 millones de años luz (200.000.000 de parsecs) (desplazamiento al rojo z = 0,0480). (1) Se sitúa en la constelación ecuatorial meridional de Hydra. Visualmente, Tol 1247 parece ser una galaxia espiral irregular o posiblemente barrada. (2) Tol 1247 se nombra después de las encuestas que fueron llevadas en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo (CTIO), el primero de los cuales fue en 1976. (3) Es una de nueve galaxias en el universo local que se conoce para emitir fotones continuos de Lyman Crédito de la imagen: William Keel (University of Alabama) in 2015. The images used are taken from Program 13027.
"Las estrellas no tienen cambios en el brillo", dijo Kaaret. "Nuestro sol es un buen ejemplo de eso. Para cambiar de brillo, tienes que ser un objeto pequeño, y eso realmente lo reduce a un agujero negro".
Los chorros de material de rayos X que salen del agujero negro parecen haber soplado cavidades en el medio gaseoso cercano, permitiendo que la luz UV se escape.
"Es posible que el agujero negro esté creando vientos que ayuden a que la radiación ionizante de las estrellas escape", dijo Kaaret. "Así, los agujeros negros pueden haber ayudado a hacer el universo transparente."
Comparó el proceso con un patinador que giraba con los brazos extendidos. Mientras la patinadora acerca sus brazos a su cuerpo, ella gira más rápido. Los agujeros negros funcionan de manera similar. A medida que la gravedad extrae la materia hacia dentro hacia un agujero negro, el agujero negro también gira más rápido. A medida que aumenta la fuerza gravitacional del agujero negro, la velocidad también crea energía.
Como en Tol 1247-232, las explosiones de rayos X en el universo primitivo tendrían suficiente calor y energía para soplar el gas neutro y el polvo, dijo el equipo, permitiendo que la radiación ultravioleta "se escapara".
Kaaret explicó en un correo electrónico a Seeker que muchas de las primeras estrellas del universo eran masivas.
"Estas estrellas envejecen muy rápidamente y mueren como agujeros negros", escribió. "La materia alrededor de los agujeros negros es muy caliente (millones de Kelvin) y crea rayos X. Entonces el UV en la historia proviene de estrellas calientes, y es de 10.000 a 100.000 de Kelvin".
Mientras que los agujeros negros son el mecanismo probable, el equipo quisiera reducir el tipo de agujero negro. También dijeron que todavía hay otras posibilidades de explicar sus observaciones.
"Otro posible origen de la emisión de rayos X", escribió el equipo en su artículo, "proviene de una fuente de rayos X ultraluminosa (ULX) o hiper-luminosa (HLX). Se cree que los ULXs son binarios de rayos X que contienen agujeros negros estelares o estrellas de neutrones.Los HLX pueden ser superordenadores de Eddington (posiblemente quásares) o agujeros negros de masa intermedia. "
Dijeron que la repetición de imágenes de rayos X de Tol1247 con Chandra podría revelar si la emisión de rayos X se origina a partir de una sola fuente o múltiples fuentes. Además, el equipo ha estado mirando una galaxia similar, Haro 11, y dijo que ya que "no es posible sacar conclusiones sólidas de una muestra de dos objetos", esperan poder observar más galaxias donde chorros de material disparando hacia fuera han soplado hacia fuera las cavidades grandes en el gas circundante.
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Originalmente publicado en Seeker.
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