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El inframundo galáctico: el cementerio de estrellas muertas

Un hallazgo impresionante del verdadero cementerio de estrellas del universo, un verdadero inframundo galáctico que contiene cadáveres de soles que alguna vez fueron masivos y que desde entonces se han derrumbado en agujeros negros y estrellas de neutrones y que tiene una extensión tres veces más grande que la Vía Lactea.

David Sweeney, estudiante de doctorado en el Instituto de Astronomía de Sydney en la Universidad del mismo nombre, y autor principal del artículo en el último número de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, comentó qué «estos restos compactos de estrellas muertas muestran una distribución y estructura fundamentalmente diferentes a la galaxia visible».

Imagen utilizada con permiso del titular de los derechos de autor

Sweeney también entrega un dato estadístico impresionante sobre este cementerio de estrellas:  «aloja un asombroso 30 por ciento de los objetos han sido completamente expulsados de la galaxia».

Al recrear cuidadosamente el ciclo de vida completo de las antiguas estrellas muertas, los investigadores han construido el primer mapa detallado que muestra dónde yacen sus cadáveres.

«Uno de los problemas para encontrar estos objetos antiguos es que, hasta ahora, no teníamos idea de dónde buscar», dijo el profesor Peter Tuthill, del Instituto de Astronomía de Sydney, coautor del artículo. «Las estrellas de neutrones y los agujeros negros más antiguos se crearon cuando la galaxia era más joven y tenía una forma diferente, y luego se sometieron a cambios complejos que abarcan miles de millones de años. Ha sido una tarea importante modelar todo esto para encontrarlos».

El doctor Ryosuke Hirai de la Universidad de Monash, quien construyó modelos para determinar el nacimiento y muerte de una estrella y estudiar sus ciclos, sostiene que «quizás el hallazgo más sorprendente de nuestro estudio es que las patadas son tan fuertes que la Vía Láctea perderá algunos de estos restos por completo. Son pateadas tan fuerte que alrededor del 30 por ciento de las estrellas de neutrones son arrojadas al espacio intergaláctico, para nunca regresar».

«La parte más emocionante de esta investigación todavía está por delante de nosotros», dijo Sweeney. «Ahora que sabemos dónde buscar, estamos desarrollando tecnologías para ir a la caza de ellos. Apuesto a que el ‘inframundo galáctico’ no permanecerá envuelto en el misterio por mucho más tiempo».

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Diego Bastarrica
Diego Bastarrica es periodista y docente de la Universidad Diego Portales de Chile. Especialista en redes sociales…
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Además de atraer cualquier cosa que se acerque a ellos, los agujeros negros ocasionalmente pueden expulsar materia a velocidades muy altas. Cuando las nubes de polvo y gas se acercan al horizonte de eventos de un agujero negro, parte de él caerá hacia adentro, pero algunos pueden ser redirigidos hacia afuera en ráfagas altamente energéticas, lo que resulta en dramáticos chorros de materia que se disparan a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Los chorros pueden propagarse por miles de años luz, con un chorro emergiendo de cada uno de los polos del agujero negro en un fenómeno que se cree que está relacionado con el giro de estos.
Los científicos que observan el núcleo de radio compacto de M87 han descubierto nuevos detalles sobre el agujero negro supermasivo de la galaxia. En la concepción de este artista, el chorro masivo de materia del agujero negro se ve elevándose desde el centro del agujero negro. Las observaciones en las que se basa esta ilustración representan la primera vez que el chorro y la sombra del agujero negro se han fotografiado juntos, dando a los científicos nuevos conocimientos sobre cómo los agujeros negros pueden lanzar estos poderosos chorros. S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
Algunos de los chorros más grandes del universo conocido provienen de los enormes agujeros negros en el centro de las galaxias, llamados agujeros negros supermasivos. Y ahora, por primera vez, los astrónomos han fotografiado un agujero negro supermasivo expulsando uno de esos chorros. El agujero negro en cuestión es el famoso en el corazón de la galaxia Messier 87, que es conocida por ser el primer agujero negro fotografiado por una colaboración llamada Event Horizon Telescope (EHT). Usando una asociación similar de telescopios en todo el mundo, los astrónomos pudieron capturar este monstruoso agujero negro arrojando materia en un chorro.
Esta imagen de GMVA+ALMA muestra la sombra del chorro y el agujero negro de M87 juntos por primera vez, dando a los científicos el contexto necesario para comprender dónde se formó el poderoso chorro. Las nuevas observaciones también revelaron que el anillo del agujero negro, que se muestra en el recuadro, es un 50% más grande de lo que los científicos creían anteriormente. R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
Las observaciones también han dado una nueva visión del agujero negro en sí. "Las imágenes originales del EHT revelaron solo una parte del disco de acreción que rodea el centro del agujero negro. Al cambiar las longitudes de onda de observación de 1,3 milímetros a 3,5 milímetros, podemos ver más del disco de acreción, y ahora el chorro, al mismo tiempo", dijo uno de los investigadores, Toney Minter, en un comunicado. "Esto reveló que el anillo alrededor del agujero negro es un 50% más grande de lo que creíamos anteriormente".

Las observaciones fueron tomadas con radiotelescopios, incluyendo conjuntos potentes como el Global mm-VLBI Array (GMVA) y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), que utilizan muchos platos más pequeños que trabajan juntos para observar fuentes de radio muy distantes. Al combinar los esfuerzos de diferentes observatorios, los astrónomos podrían obtener una mejor visión de este famoso agujero negro. Sabían que el agujero negro estaba emitiendo chorros, pero no sabían exactamente cómo o dónde se estaban formando esos chorros.

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Un cúmulo globular es un grupo de estrellas que es decenas de miles o incluso millones de estrellas, y que se mantiene unido por la gravedad. Es por eso que estos cúmulos tienden a formar formas esféricas a medida que las fuerzas de gravedad mantienen unido el cúmulo.
Esta imagen muestra solo una parte de M55, el cúmulo en su conjunto parece esférico porque la intensa atracción gravitacional de las estrellas las une. La visión clara del Hubble sobre la atmósfera de la Tierra resuelve estrellas individuales en este cúmulo. Los telescopios terrestres también pueden resolver estrellas individuales en M55, pero hay menos estrellas visibles. NASA, ESA, A. Sarajedini (Florida Atlantic University) y M. Libralato (STScI, ESA, JWST); Procesamiento de imágenes: Gladys Kober
Este cúmulo es difícil de observar desde la Tierra, ya que es débil y carece de un centro cohesivo y brillante. También se encuentra en una región del cielo que está baja sobre el horizonte como se ve desde el hemisferio norte, donde la interferencia de la atmósfera de la Tierra es más fuerte. Pero el Hubble es capaz de observar estrellas individuales en el cúmulo gracias a su posición en el espacio, donde se encuentra sobre el vapor de agua en la atmósfera y, por lo tanto, experimenta menos distorsión.

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