Cuando la radiogalaxia gigante Messier 87 (M 87), arrojó un torrente de rayos gamma y radio, un proyecto de cooperación internacional de 390 científicos la estaba vigilando. Ahora se informa del descubrimiento en el número de esta semana de Science Express.
Los resultados dan la primera evidencia experimental de que las partículas son aceleradas a energías extremadamente altas en las proximidades de un agujero negro para después emitir los rayos gamma que se han observado. Los rayos gamma tienen energías billones de veces mayores que la luz visible.
Imagen 1
Matthias Beilicke y Henric Krawczynski, ambos físicos de la Universidad de Washington en Saint Louis, coordinó el proyecto utilizando el proyecto conjunto Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS). VERITAS unió las fuerzas de telescopios de 12 metros hasta 17 metros, que detectan rayos gamma de alta energía, y el Very Long Baseline Array (VLBA) que detecta ondas de radio con gran precisión espacial.
"Habíamos programado observaciones de M 87 en un esfuerzo de cooperación con los tres observatorios más importantes: VERITAS, H.E.S.S. y MAGIC, y tuvimos la fortuna de que una extraordinaria fulguración de rayos gamma ocurrió en el momento que el VLBA observaba la fuente empleando su tremendo poder de resolución espacial." Añadió Beilicke.
"Sólo la combinación de observaciones de radio de alta resolución con las observaciones de rayos gamma del VHE nos han permitido localizar el lugar de la producción de rayos gamma", añadió R. Craig Walker, del equipo científico del National Radio Astronomy Observatory en Socorro, Nuevo México.
Imagen 2.
M 87 está situada a 50 millones de años-luz de distancia en el cúmulo de galaxias de Virgo. El agujero negro en el centro de M 87 es 6000 millones de veces más masivo que el Sol.
El tamaño de un agujero negro que no esté en rotación está dado por el llamado radio de Schwarzschild. Todo lo que se encuentre a un radio de Schwarzschild, ya sea masa o radiación, del centro del agujero negro será tragado por él. El radio de Schwarzschild del agujero negro supermasivo de M 87 es comparable al radio de nuestro sistema solar.
En el caso de algunos agujeros negros supermasivos como el de M 87, la materia que orbita y se aproxima al agujero negro alimenta flujos relativistas llamados chorros o jets. La materia de los jets es escupida hacia el exterior de agujero negro escapando a su letal fuerza de gravedad. Los jets son algunos de los objetos mayores en el universo, y puede llegar a varios miles de años-luz de distancia del agujero negro hacia el medio intergaláctico.
Collage
Los rayos gamma de alta energía de M 87 fueron descubiertos por primera vez en 1998 con los telescopios de Cherenkov HEGRA. "Pero incluso ahora, M 87 es sólo una de las 25 fuentes conocidas fuera de la galaxia que emiten rayos gamma [de alta energía]", explica Beilicke.
Ahora las nuevas observaciones muestran que la aceleración de las partículas, y su subsecuente emisión de rayos gamma pueden suceder in la parte más interna del jet", a menos de 100 radios de Schwarzschild distancia del agujero negro, que es un espacio muy estrecho comparado con la extensión total del jet o la galaxia.
Además de VERITAS y el VLBA, el Sistema de Espectroscopia de Alta Energía (H.E.S.S.) y el detector MAGIC estuvieron implicados en las observaciones.
Imagen 1. Concepción artística de interior del núcleo de M 87: Agujero negro, disco de acreción, y jets internos. Crédito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSFCr
Imagen 2. Imagen de radio a gran escala del VLA de M 87: el círculo blanco indica el área desde dónde los telescopios de rayos gamma pueden indicar que se están emitiendo los rayos gamma. Para acotar el emplazamiento fue necesario el VLBA. Crédito: NRAO/AUI/NSF
Collage: arriba a la izquierda la imagen del VLA de la galaxia muestra la emisión en radio de los jets a una escala de unos 200.000 años-luz. Las ampliaciones siguientes más cerca del núcleo galáctico muestran dónde reside el agujero negro supermasivo. En la concepción artística (de fondo). El agujero negro ilustrado en el centro es alrededor de dos veces el tamaño de nuestro sistema solar, una pequeña fracción del tamaño de la galaxia, pero conteniendo seis mil millones de veces la masa del Sol. Crédito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
Fuente original
Los resultados dan la primera evidencia experimental de que las partículas son aceleradas a energías extremadamente altas en las proximidades de un agujero negro para después emitir los rayos gamma que se han observado. Los rayos gamma tienen energías billones de veces mayores que la luz visible.
Imagen 1Matthias Beilicke y Henric Krawczynski, ambos físicos de la Universidad de Washington en Saint Louis, coordinó el proyecto utilizando el proyecto conjunto Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS). VERITAS unió las fuerzas de telescopios de 12 metros hasta 17 metros, que detectan rayos gamma de alta energía, y el Very Long Baseline Array (VLBA) que detecta ondas de radio con gran precisión espacial.
"Habíamos programado observaciones de M 87 en un esfuerzo de cooperación con los tres observatorios más importantes: VERITAS, H.E.S.S. y MAGIC, y tuvimos la fortuna de que una extraordinaria fulguración de rayos gamma ocurrió en el momento que el VLBA observaba la fuente empleando su tremendo poder de resolución espacial." Añadió Beilicke.
"Sólo la combinación de observaciones de radio de alta resolución con las observaciones de rayos gamma del VHE nos han permitido localizar el lugar de la producción de rayos gamma", añadió R. Craig Walker, del equipo científico del National Radio Astronomy Observatory en Socorro, Nuevo México.
Imagen 2.M 87 está situada a 50 millones de años-luz de distancia en el cúmulo de galaxias de Virgo. El agujero negro en el centro de M 87 es 6000 millones de veces más masivo que el Sol.
El tamaño de un agujero negro que no esté en rotación está dado por el llamado radio de Schwarzschild. Todo lo que se encuentre a un radio de Schwarzschild, ya sea masa o radiación, del centro del agujero negro será tragado por él. El radio de Schwarzschild del agujero negro supermasivo de M 87 es comparable al radio de nuestro sistema solar.
En el caso de algunos agujeros negros supermasivos como el de M 87, la materia que orbita y se aproxima al agujero negro alimenta flujos relativistas llamados chorros o jets. La materia de los jets es escupida hacia el exterior de agujero negro escapando a su letal fuerza de gravedad. Los jets son algunos de los objetos mayores en el universo, y puede llegar a varios miles de años-luz de distancia del agujero negro hacia el medio intergaláctico.
CollageLos rayos gamma de alta energía de M 87 fueron descubiertos por primera vez en 1998 con los telescopios de Cherenkov HEGRA. "Pero incluso ahora, M 87 es sólo una de las 25 fuentes conocidas fuera de la galaxia que emiten rayos gamma [de alta energía]", explica Beilicke.
Ahora las nuevas observaciones muestran que la aceleración de las partículas, y su subsecuente emisión de rayos gamma pueden suceder in la parte más interna del jet", a menos de 100 radios de Schwarzschild distancia del agujero negro, que es un espacio muy estrecho comparado con la extensión total del jet o la galaxia.
Además de VERITAS y el VLBA, el Sistema de Espectroscopia de Alta Energía (H.E.S.S.) y el detector MAGIC estuvieron implicados en las observaciones.
Imagen 1. Concepción artística de interior del núcleo de M 87: Agujero negro, disco de acreción, y jets internos. Crédito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSFCr
Imagen 2. Imagen de radio a gran escala del VLA de M 87: el círculo blanco indica el área desde dónde los telescopios de rayos gamma pueden indicar que se están emitiendo los rayos gamma. Para acotar el emplazamiento fue necesario el VLBA. Crédito: NRAO/AUI/NSF
Collage: arriba a la izquierda la imagen del VLA de la galaxia muestra la emisión en radio de los jets a una escala de unos 200.000 años-luz. Las ampliaciones siguientes más cerca del núcleo galáctico muestran dónde reside el agujero negro supermasivo. En la concepción artística (de fondo). El agujero negro ilustrado en el centro es alrededor de dos veces el tamaño de nuestro sistema solar, una pequeña fracción del tamaño de la galaxia, pero conteniendo seis mil millones de veces la masa del Sol. Crédito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
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