AA: ¡Una nube! ¡Es una nube!

La detección de una nube permite el estudio de la emisión en rayos X de un agujero negro.
Mario Sanfrutos 1, Giovannni Miniutti1, Beatriz Agís-González1, Andy C. Fabian2, Jon M. Miller3, Francesca Panessa4 and Abderahmen Zoghbi5,6 

1. ¿Podrías explicarnos brevemente de qué trata el artículo?

Cuando estamos lo suficientemente lejos de la ciudad y miramos al cielo nocturno podemos ver infinidad de puntos brillantes. Un puñado de ellos son reconocibles por el ojo desnudo o con la ayuda de unos prismáticos o un telescopio modesto: planetas, nebulosas, cúmulos de estrellas e incluso alguna que otra galaxia como la nuestra. Todo lo demás son estrellas, ¿no? ¡Nada más lejos de la realidad! Hay todo un zoo de cuerpos celestes ahí arriba habitando otras galaxias y la propia Vía Láctea, desde devastadoras explosiones termonucleares hasta auténticas guarderías de estrellas recién nacidas construyendo poco a poco su propio sistema planetario. agnDe entre todos estos objetos, el que capta mi atención es el núcleo de galaxia activo, o AGN por sus siglas en inglés (ver imagen de una recreación de un AGN). Aquella galaxia que hospede a una de estas extraordinarias criaturas se verá deslumbrada por la energía que emite, tan sobrecogedora que a día de hoy sólo se puede explicar mediante la acción de un agujero negro súper masivo (SMBH) que acelera la materia a su alrededor. Procesos tan violentos resultan en la emisión de fotones de altas energías, en la banda de los rayos X, que al proceder de zonas tan cercanas al SMBH acarrean con ellos información sobre la región que lo circunda.
En este artículo hemos estudiado la variabilidad de los rayos X (cómo cambia con el tiempo la energía que nos llega) en un AGN llamado SWIFT J2127.4+5654, llegando a la conclusión de que ésta se debe a un eclipse parcial de la fuente de rayos X por una “nube” que se interpone en nuestra línea de visión. Ésto nos ha permitido medir el tamaño, la densidad y la velocidad de la nube así como el tamaño de la región que emite los rayos X. También hemos sido capaces de medir la distancia entre la nube y el agujero negro, y la velocidad de rotación del mismo sobre su propio eje.

2. ¿Qué implicaciones tiene este artículo y en qué ha sido pionero? ¿A qué preguntas ha dado respuestas?

Los resultados de este artículo coinciden con evidencias observacionales previas sobre otras fuentes que indican que al menos una parte de la absorción de rayos X en los AGN se debe a unas estructuras grumosas que rodean al SMBH: el toro (una estructura en forma de donut que rodea el sistema) y las nubes de la región de las líneas anchas (BLR), llamadas así porque las líneas del espectro que provienen del material en dicha región las vemos ensanchadas debido a las altas velocidades a las que se mueve este material por su proximidad al SMBH. El toro es el responsable de la variabilidad observada en meses o en años, mientras que las nubes de la BLR explican la variabilidad en horas. Este es el caso que nos ocupa, en el que vemos que a lo largo de treinta y seis horas la fuente de rayos X pasa de estar apenas cubierta a estar cubierta en un 43% de su superficie por una nube de la BLR para a continuación descubrirse del todo.
Este evento ha permitido caracterizar las propiedades físicas de este sistema con gran precisión. Además, nuestro análisis apoya la idea de que la emisión de rayos X proviene de una región muy compacta, y que los fotones de rayos X que llegan hasta nosotros lo hacen tanto directamente como reflejados en el disco de acreción del SMBH, que es el disco de material que se forma alrededor de éste al girar la materia bajo la influencia de su extraordinario campo gravitatorio. Estos fotones de rayos X reflejados son los que nos dan información acerca de las regiones más próximas al SMBH, y es mediante su estudio que podemos conocer la velocidad a la que éste rota sobre su propio eje.

3. ¿Qué instalaciones científicas has tenido que emplear para lograr el objetivo?

La atmósfera de nuestro planeta no permite el paso de los rayos X (afortunadamente para usted y para mi, porque de lo contrario no estaríamos aquí). Por lo tanto, si queremos observar en la banda de los rayos X es preciso colocar el telescopio en un lugar alto, muy alto: en órbita alrededor de nuestro planeta. En este artículo hemos utilizado datos obtenidos con el telescopio espacial XMM-Newton, que con sus cuatro toneladas y diez metros de longitud es el satélite científico más grande que ha lanzado la Agencia Espacial Europea hasta la fecha.

xmm-newton

4. ¿Qué repercusiones podrían tener los resultados de este artículo en la vida diaria actual o futura?

Esta investigación se enmarca dentro de lo que se ha dado en llamar “ciencia básica”, que no es más que otra forma de decir “ciencia no aplicada”. Que no sea aplicada significa que no pretendemos alargar la vida de nadie, ni erradicar el hambre en el mundo, ni poner fin a los atascos de cada mañana camino al trabajo. Esto trata de otra cosa: de saber por saber, de ampliar el conocimiento acerca de cómo es el universo y por qué lo que contiene se comporta de una manera y no de cualquier otra. Querer saber más es en mi opinión lo que nos hace humanos, más allá del lenguaje o el pulgar oponible.
No obstante, que el objetivo de la ciencia básica no sea lograr una aplicación concreta no implica que ésta no sea provechosa para la sociedad. Por ejemplo, ya he mencionado que para obtener los datos con los que trabajamos hemos recurrido al telescopio espacial XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea. Ahora mismo estoy trabajando en otros objetos con datos del telescopio espacial Suzaku (una misión conjunta de la NASA y la Agencia Espacial Japonesa), de Swift y de Chandra (ambas misiones de la NASA), y el futuro de la astronomía en rayos X pasa por el desarrollo y lanzamiento del observatorio europeo de rayos X Athena+ previsiblemente en los próximos quince o veinte años. Todas estas misiones se basan en el desarrollo de instrumentación, que revierte en beneficios para las empresas adjudicatarias y en el crecimiento de los países implicados, así como en la creación de puestos de trabajo estables para personal altamente cualificado.

Mario Sanfrutos

★★ Publicado en la revista MNRAS en el año 2013

Instituciones participantes:
1 Centro de Astrobiología (CSIC–INTA), Dep. de Astrofísica; ESA, Madrid, Spain 
2 Institute of Astronomy, Madingley Road, Cambridge, UK
3 Department of Astronomy, University of Michigan,  USA 
4 INAF – Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali di Roma (IAPS), Roma, Italy 
5 Department of Astronomy, University of Maryland, USA
6 Joint Space-Science Institute (JSI), USA
 
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