Fermi LAT descubre un chorro de rayos gamma que atraviesa el plano de la Vía Láctea

Recreación artística del nuevo chorro de rayos gamma descubierto en la Vía Láctea. (Credit: David A. Aguilar (CfA)).

El superagujero negro de cuatro millones de masas solares que se encuentra en el centro de la Vía Láctea está inactivo (“dormido”). Sin embargo, en el pasado no debería haberlo estado (como la mayoría de los observados en otras galaxias). El Telescopio Femi de Gran Área (Fermi LAT) ha descubierto dos enormes chorros de rayos gamma emitidos desde el centro galáctico con un ángulo de 15 grados y con una longitud de unos 27.000 años luz por encima y por debajo del plano galáctico. Estos dos chorros atraviesan las dos grandes burbujas de rayos gamma que ya había descubierto Fermi LAT, como muestra la recreación artística de esta imagen. La forma y estructura de estos chorros es muy parecida a la otros chorros que se han observado en los agujeros negros activos de galaxias distantes y se cree que se debe a la extracción de materia a partir de su disco de acreción. En el pasado el agujero negro de nuestra galaxia debía haber estado activo con un disco de acreción que ahora mismo no se observa. La opinión de los autores del estudio es que las grandes burbujas y el chorro debieron ser emitidos en la misma época y por tanto deben tener una causa común. El artículo técnico es Meng Su, Douglas P. Finkbeiner, “Evidence for Gamma-ray Jets in the Milky Way,” Accepted by Astrophysics Journal, preprint ArXiv:1205.5852.

Como muestra la imagen real de los chorros observados por Fermi LAT se intuyen más que se ven y tendrá que ser confirmados por estudios futuros. En otras galaxias se ha observado la emisión de radio y rayos X de estos chorros, siendo esta observación la primera vez que se observan en el espectro de rayos gamma. Obviamente, hay que confirmar en el espectro de radio y rayos X la existencia de los mismos.

Aclaración: El término “dormant” en inglés se puede traducir por inactivo, como yo he hecho, pero también como latente o aletargado. Este término se refiere a que el agujero negro no posee disco de acreción de materia a su alrededor (al menos no uno que sea visible en la actualidad). Como no tiene materia que “tragar” se comporta como si no estuviera tragando materia, no emite ningún chorro transversal y por eso se dice que está inactivo. Como bien dice @irreductible en Twitter, “no es que no tenga hambre, es que no tiene comida.” De hecho, “una gran nube de gas cae en espiral hacia Sgr A* (el agujero negro central de la Vía Láctea) y lo alcanzará en 2013.” La nube es muy pequeña, unas tres masas terrestres y se cree que alcanzará el horizonte de sucesos alrededor del verano de 2013. Estudiar en detalle qué le pasa a esta materia nos dará mucha información sobre Sgr A* y podrá confirmar, si alguien aún lo duda, de que se trata de un superagujero negro. Ya es contaré el próximo año qué pasa con todo esto. En este sentido, como bien dice @irreductible en Twitter, el agujero negro “está pendiente y esperando como un cocodrilo a que crucen los ñus” (por cierto, yo creía que lo correcto en español es escribir “ñúes” pero resulta que estoy completamente equivocado, como nos ha aclarado @Entomoblog para mi propio escarnio; como siempre, “papaíto” @irreductible tiene razón).

Los agujeros negros que emiten chorros a partir de la materia que cae en sus discos de acreción se han observado a todas las escalas, desde la escala galáctica (núcleos galácticos activos o AGN) a la escala estelar (binarias en las que una de las “estrellas” es un agujero negro). Hay agujeros negros que llevan emitiendo chorros durante mucho tiempo (desde décadas a millones de años), pero no todos los hacen y en algunos la emisión parece ser pulsada. El mecanismo por el cual los agujeros negros se activan y desactivan (pasan de “on” a “off” y viceversa) no es conocido en detalle, pero se cree que podría estar relacionado con la tasa de nacimiento estelar de la galaxia. Sgr A*, el superagujero negro de nuestra galaxia, está rodeado de múltiples estrellas jóvenes y nubes gigantes de gas molecular. Varias investigaciones sugieran que en el pasado pudo estar activo, sin embargo, en la actualidad se encuentra “inactivo.”  Por ello, los autores del nuevo artículo han buscado reliquias (señales) de su actividad pasada aprovechando la sensibilidad y resolución angular de LAT (Large Area Telescope) a bordo del Telescopio Fermi de Rayos Gamma (Fermi Gamma-ray Space Telescope) make possible the search. Y no solo las han buscado, también la han encontrado en el rango de energías entre 0,3 GeV y 100 GeV, una estructura de dos chorros bien colimados que aparecen simétricamente respecto al centro galáctico.

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19 pensamientos en “Fermi LAT descubre un chorro de rayos gamma que atraviesa el plano de la Vía Láctea

    • Me lo has quitado del teclado xD

      En realidad se parece al dz² (de subzeta cuadrado)

      • No necesariamente, depende de en cuánto marques la densidad de probabilidad ;)

        Para n=3 de toroide tiene poco incluso en esos parámetros:

        claramente un elipsoide de revolución (un toro forzosamente es una circunferencia de revolución), dado que ignoramos la forma de nuestra galaxia (y la inferimos muy forzadamente de imágenes de otras), pues…

  1. ¿que alcanzará el horizonte de sucesos en 2013? Si tienes en cuenta el redshift, ese tiempo tiende a infinito ¿cómo está hecha esa cuenta?

    • Ernam, quizás hay que matizar lo de “alcanzará el horizonte de sucesos.” Se dirige (casi) en línea recta hacia el horizonte de sucesos; con su velocidad actual y la aceleración gravitatoria del agujero negro, desaparecerá en el horizonte de sucesos en 2013. En 2011 la nube se encontraba a una distancia 3100 veces mayor que el radio del horizonte. Obviamente, el corrimiento al rojo hará que su luz se vuelva mucho menos intensa conforme se aproxime y llegará un momento en el que dejaremos de poder ver la nube con nuestros instrumentos. ¿A qué distancia dejaremos de verla? No lo sé; el artículo técnico (publicado en Nature no lo discutía).

      Por otro lado, el tiempo tiende a infinito para un observador externo pero su efecto es poco relevante ya que la intensidad de luz también decrece y no se puede ver la “nube congelada” en las cercanías del horizonte. Pero debes recordar que el tiempo propio para la nube de gas no tiende al infinito, todo lo contrario, ella atravesará el horizonte como si allí no hubiera nada (salvo que haya un pequeño disco de acreción que nosotros no podemos ver).

      • “Pero debes recordar que el tiempo propio para la nube de gas no tiende al infinito, todo lo contrario, ella atravesará el horizonte como si allí no hubiera nada (salvo que haya un pequeño disco de acreción que nosotros no podemos ver).”
        Supongo que te refieres a “Aclaro a los lectores que el tiempo propio…” Ni siquiera a un estudiante hay que hablarle así (hay estudiantes que saben mucho) y menos aun a un desconocido.
        Te agradezco la respuesta, pero no me aclara la duda. No es la primera vez que un astrofísico hace este tipo de afirmaciones vagas, ambiguas y superficiales, más propias de un periodista que de un científico. No es serio que el artículo de Nature diga eso del 2013 sin aclarar que convenio se sigue para calcular ese tiempo. ¿Es el instante en el que la intensidad ha decrecido tanto que está por debajo de la sensibilidad de nuestros instrumentos? Y, si mejora la sensibilidad de los mismos,¿ entonces “atraviesa el horizonte de sucesos” unos meses más tarde? Claramente es un lenguaje inapropiado tanto para un artículo científico como para uno de divulgación
        Saludos y gracias por dedicar tanto tiempo de tu vida a la divulgación en este blog

      • Ernam, perdona si te he molestado, no era mi intención. El cálculo publicado en Nature es newtoniano, recuerda que la nube está a más de 3000 veces el radio de Schwarschild.

  2. Sobre este 19395 que ocurre en nuestra galaxia, bajo un proceso medio conocido y nunca bien explicado, yo lo equiparo al proceso de usar un exprimidor mecánico de naranjas. Las naranjas o la materia (en este caso) en porciones que se toman y desprenden del disco de acreción, inician el proceso (considerado en cámara lenta) moviéndose hacia y hasta el borde del horizonte de sucesos donde propiamente empieza el territorio del agujero negro, que es donde se “exprimen las naranjas”.
    Al parecer sólo porciones enteras de materia se “exprimen” iniciándose el proceso de soltar su chorro de gas y radiaciones en un rango de frecuencias que van desde las ondas de radio, hasta las de rayos X y gamma, dependiendo de que tan masiva es la galaxia considerada. Terminando el proceso y ocurriendo otro parecido miles de años después.
    Esto es lo que se aparenta, según lo observado con los radiotelescopios como el Fermi LAT. Sin embargo, de lo que se desprende de la figura anexa, no es suficiente verla y decir que es lo que ocurre en esos fenómenos avistados en multitud de galaxias. Es necesario tener una idea de las fuerzas físicas que interactúan para comprender el suceso como el 19395.
    En mi punto de vista, ocurre lo siguiente:
    Se inicia el proceso, desbordándose una porción de materia del disco de acreción hacia la zona del borde del horizonte de sucesos que es donde está delimitada la zona del agujero negro y la propia materia bariónica existente. Siendo circular el agujero negro, la materia a exprimir empieza a caer dentro de esa zona delimitada, ocurriendo desprendimiento de “jugo electromagnético”, no en forma de chorro, sino en forma de una “llovizna de radiación electromagnética”, que se aleja de ese origen a velocidades cercanas a la de la luz, dándose lugar a la creación gradual del par de lóbulos de rayos gamma que se observan partiendo de la galaxia Vía Láctea, en este caso.
    Cada fotón que forma a los lóbulos electromagnéticos “sube” hasta un máximo de 27000 AL, alejándose del centro de la galaxia en donde está situado el agujero negro. Después, cuando cada uno de esos fotones ha llegado hasta su “altura” máxima posible, (sin perder su velocidad c solo cambio de trayectoria) inicia su “caída” dirigida específicamente al borde del horizonte de sucesos donde inicia el agujero negro, y NO hacia al centro de él. De ahí que aparezca un chorro de radiación que apunta en su regreso hacia algún punto en particular del borde del horizonte de sucesos, con una inclinación que no es perpendicular tomando como referencia la parte superior de los lóbulos, sino con una inclinación de 15 grados según apunta el articulo bajo análisis.
    De esta observación se desprende que, considerada una galaxia vista desde algún punto perpendicular alejado de ella, la estructura de la misma presenta brazos distribuidos en forma espiral, donde cada uno de ellos debe tener un centro de masa que genera fuerza gravitacional. Siendo el brazo más compacto cercano al horizonte de sucesos que bordea al agujero negro, en donde se origina una atracción gravitacional que dirige la trayectoria del chorro de fotones, atrayéndolos hacia sí y haciéndolos convergir en algún punto preponderante que actúa como centro de atracción gravitacional.
    Toda la energía de los fotones convergentes llegando en forma masiva e impactándose con el punto considerado, debe dar origen a nuevos gases según procesos nucleares conocidos, como los que se dan en los grandes aceleradores de partículas y en las estrellas, originándose hidrógeno principalmente en el decaimiento final, difundiéndose estos gases rápidamente alrededor de la parte interna del disco de acreción. Se recupera así el material que se habría esparcido en el espacio cercano a la galaxia, según el dibujo que acompaña a esta entrada. Terminado el proceso, a continuación tarde o temprano ocurrirá en la misma forma otro ciclo completo.
    Se comprenderá mejor este punto de vista, si checan mi artículo indicado en:
    http://www.wix.com/universounificado/particulaselementales
    Un saludo afectuoso para todos.

    • José Germán hemos revisado a fondo tu brillante paper “ELECTRÓN, PROTÓN, ORIGEN DESCUBIERTO” y hemos llegado a la conclusión de que es básicamente correcto, salvo un pequeño error en la página 20.
      Ha sido la civilización superior autora de los petroglifos de Nazca la que ha detectado el error y me lo ha comunicado. Mantengo un contacto semanal permanente con ellos mediante viaje astral.
      No me ha sido autorizado revelarte cual es exactamente el error, solo la indicación de la página, para que tu mismo lo corrijas y la gloria del descubrimiento sea exclusivamente tuya.
      Ellos protejen continuamente tu aura y están orgullosos de tí, su discípulo secreto, el primer humano que ha descifrado el misterio último del origen del universo.

      • Estimado Don Luis:
        Le agradezco infinito sus apreciaciones respecto de mi paper. Reconozco que tengo errores a lo largo de él, sin embargo, yo aspiro a que mis coterráneos que me hacen el favor de interesarse en él, me los comenten y critiquen en lo necesario, sería maravilloso colocar entre ellos conocimientos que pueden ser útiles para conocer un poco más sobre nuestra casa, el Universo de todos.
        De su otro comentario, que también es plausible, considero que siempre serán bienvenidas todas aquellas reacciones intelectuales en pro o en contra de lo que en este y todos los blogs que existen, hablan sobre el conocimiento humano y son expresados por incontables personas.
        Un saludo afectuoso
        P.D. Estaré checando la página 20 indicada. Gracias

  3. Estimado Tom, que extraordinaria lección has expuesto, esperemos que llegue a las neuronas que podrían considerarla con seriedad y honestidad científica, nunca antes había sido tan necesaria, para evitar que crezca una ciencia humana desacreditada a los ojos de las futuras generaciones. Yo espero sinceramente no ser parte de esa legión que hace tambalear los cimientos de nuestra cultura. El mundo se merece una mejor civilización. Te felicito

  4. Estimado Tom, que extraordinaria lección has expuesto, esperemos que llegue a las neuronas que podrían considerarla con seriedad y honestidad científica, nunca antes había sido tan necesaria, para evitar que crezca una ciencia humana desacreditada a los ojos de las futuras generaciones. Yo espero sinceramente no ser parte de esa legión que hace tambalear los cimientos de nuestra cultura. El mundo se merece una mejor civilización. Te felicito

    P.D. Este mensaje se da por duplicado, dado que existen dos páginas con el mismo texto. Perdón por la insistencia, pero es necesario que conozcas mi punto de vista sobre tu comentario.

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