La aportación del ‘Telescopio Espacial Chandra’ ha sido clave en los cinco ejemplos seleccionados esta semana para su publicación. El equipo que procesa los datos del Observatorio de rayos X Chandra se halla detrás de esta extraordinaria ‘constelación’ de fotografías, reportó RT.

Our universe emits energy in many forms and by using telescopes like @chandraxray, @NASAHubble, @NASAWebb, and #IXPE we will have the tools to explore it. Take a look at the ways different types of light from ground and space telescopes can be combined: https://t.co/AuPDJBZqhx pic.twitter.com/QtAIpMtb6a

— Thomas Zurbuchen (@Dr_ThomasZ) February 3, 2022

El agujero negro está arrastrando material de su estrella compañera, que tiene la mitad de la masa del Sol. Este material brilla en rayos X, por lo que los astrónomos se refieren a estos sistemas como “binarias de rayos X”, reportó RT. En junio de 2015, se detectó una ráfaga de rayos X procedente del sistema V404 Cygni. El estallido creó los anillos de alta energía a partir de un fenómeno conocido como ‘ecos de luz’. La imagen publicada muestra ocho anillos concéntricos separados. Cada anillo está creado por los rayos X de las erupciones de V404 Cygni observadas en 2015 que se reflejan en diferentes nubes de polvo.

NASA releases stunning new pic of Milky Way's 'downtown'https://t.co/JnEjJtD8d4 pic.twitter.com/9You1j2MOz

— CP24 (@CP24) May 28, 2021

“Lo que vemos en la imagen es un ecosistema violento o energético en el centro de nuestra galaxia. Allí hay muchos restos de supernovas (explosiones estelares), agujeros negros y estrellas de neutrones. Cada punto o rasgo de rayos X representa una fuente energética, la mayoría de las cuales están en el centro”, comentó Daniel Wang, astrónomo de la Universidad de Massachusetts (EE.UU.), quien requirió de todo un año para completar la obra, realizada mientras permanecía en su casa por causa de la pandemia.

El observatorio de rayos X Chandra es un satélite artificial activo lanzado por la agencia espacial estadounidense el 23 de julio de 1999. El envío al espacio de ese tipo de aparatos se debe a que la atmósfera terrestre absorbe la mayoría de los rayos X, de manera que los telescopios convencionales no logran detectarlos.

Tras un nuevo análisis de datos ya existentes sobre las observaciones del planeta en 2002 y 2017, un equipo de investigadores ha dado con una cantidad estadísticamente significativa de los rayos X procedentes de Urano y finalmente ha podido concluir que el planeta también los emite. Su estudio ha sido publicado en la revista ‘JGR Space Physics’. Los datos que evidenciaron las emisiones de este tipo de radiación desde Urano provienen del observatorio espacial de rayos X ‘Chandra’, obtenidos por el espectrómetro de imágenes CCD avanzado (ACIS) el 7 agosto de 2002 y por la cámara de alta resolución (HRC) el 11 y el 12 de noviembre de 2017. Las señales eran muy débiles, pero ahí estaban, descubrieron los científicos.

Ahora, lo que queda por determinar es la fuente de los rayos X identificados. “Curiosamente, nuestros cálculos sugieren que Urano estaba produciendo más rayos X de los que debería en el caso de que el planeta solo estuviera dispersando los rayos X del Sol”, señaló una de las autoras del estudio Affelia Wibisono, de University College de Londres, que se pregunta si hay otros procesos en juego y cuáles son. “¿Son los anillos de Urano fluorescentes como los de Saturno? ¿O podría este mundo olvidado tan a menudo tener auroras de rayos X como Júpiter y la Tierra?”, cuestionó Wibisono al proponer las posibles causas de las emisiones de rayos X de Urano, agregando que para dar una respuesta definitiva se necesitan más observaciones del planeta.

A través de un proceso conocido como sonificación, en el que los datos en código binario son transformados en sonido en lugar de imágenes, la NASA a creado unas piezas audiovisuales en las que es posible escuchar los datos de una región de aproximadamente 400 años luz de diámetro. Durante el proceso, a las estrellas y luces brillantes individuales les fueron asignadas notas musicales, cuyo tono y volumen fueron dictados por la posición e intensidad de los cuerpos celestes, mientras que las nubes de gas y polvo producen los sonidos atmosféricos que evolucionan a medida que la pieza progresa a través de las imágenes, de izquierda a derecha.

Chandra X-ray Center: Data Sonification: Sounds from Around the Milky Way https://t.co/xl13GcKxsr

— AAS Press Office (@AAS_Press) September 22, 2020

La agencia estadounidense ofrece la posibilidad de escuchar a manera de ‘solo’ cada una de las imágenes captadas por los telescopios utilizados, los cuales tocan su propio ‘instrumento’ dependiendo del espectro de luz que utilizan para recoger datos. En este sentido, la imagen del Hubble esboza regiones energéticas donde nacen las estrellas, mientras que la imagen infrarroja del Spitzer muestra brillantes nubes de polvo que contienen estructuras complejas.

Por su parte, el Observatorio de Rayos X Chandra revela la presencia de gas calentado a millones de grados por las explosiones estelares y las salidas de Sagitario A, un agujero negro supermasivo de 4 millones de masas solares. Además de sonificar el centro de la Vía Láctea, la NASA también ha producido versiones sonoras de las imágenes de restos de una supernova llamada Casiopea A, o Cas A, y de los Pilares de la Creación, ubicados en Messier 16, también conocida como la Nebulosa del Águila.

En las grabaciones obtenidas, parte del gas caliente del disco cruza el ‘horizonte de eventos’, el punto de no retorno, y es consumido por el agujero negro, mientras que otra parte del gas resulta expulsada a chorros desde su interior y en direcciones opuestas, a lo largo de las líneas del campo magnético.

El agujero negro y su estrella acompañante forman un sistema llamado MAXI J1820+070, que se ubica a unos 10.000 años luz de la Tierra. La masa del agujero supera unas ocho veces la del Sol, mientras que la de la estrella que la orbita tiene prácticamente la mitad de la masa solar.

A diferencia de los agujeros negros supermasivos, que tienen millones o miles de millones de veces la masa del Sol, este se considera estelar por haberse formado tras la destrucción de una estrella masiva. Las recientes imágenes de su comportamiento se basan en cuatro observaciones obtenidas por el satélite Chandra en noviembre de 2018 y en febrero, mayo y junio de 2019.

En el centro de una galaxia en una de las agrupaciones del sistema Abell 2384, ubicado a 1,2 trillones de años luz desde la Tierra, se encuentra un poderoso agujero negro supermasivo que bombardea el ‘puente’ de gas con partículas, prácticamente doblando su forma. Además, no permite que los gases se enfríen para generar nuevas estrellas. La imagen compartida por la agencia espacial estadounidense fue captada gracias a la labor conjunta de tres telescopios espaciales: el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, el XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA) y el radiotelescopio gigante de Metrewave, ubicado en la India.

Think big. Now think bigger.

Two galaxy clusters, containing hundreds of galaxies each, collided millions of years ago and became tied together by gravity. Now, a supermassive black hole is tearing the two apart on a galactic stage: https://t.co/HSaOokYTjW pic.twitter.com/5KWjzJ8nXj

— NASA (@NASA) May 12, 2020

“El Chandra a menudo ya observó huecos en puentes de gas caliente, como en el caso de los cúmulos de Perseo, MS 0735 y Ofiuco. Sin embargo, el sistema Abell 2384 ofrece un caso raro de tal interacción que pasa por fuera de un cúmulo. Además, es inusual que el agujero negro supermasivo no esté en la galaxia más grande ubicada en el centro del aglomerado”, comunicó la ‘NASA’.

Objetos como el Abell 2384 son significativos para comprender el crecimiento de los cúmulos galácticos. Basándose en simulaciones por computadora, los astrónomos creen que las dos agrupaciones que componen el Abell 2384 primero oscilarán como un péndulo y luego se cruzarán varias veces hasta fusionarse en un solo cúmulo más grande. Los detalles de este proceso fueron descritos por un equipo de científicos en un estudio publicado en enero pasado en la revista ‘Monthly Notices of the Royal Astronomical Society’.

El agujero negro en cuestión, ubicado en una galaxia llamada GSN 069, tiene una masa 400.000 veces mayor que la del Sol, lo que lo hace relativamente pequeño según los estándares de los agujeros negros supermasivos. Tras ser capturada por la gravedad del agujero negro, la estrella, una gigante roja, se despojó de sus capas externas de hidrógeno, dejando solo su núcleo, como una enana blanca.

“En mi interpretación de los datos de rayos X, la enana blanca sobrevivió, pero no escapó. Ahora está atrapada en una órbita elíptica alrededor del agujero negro, haciendo un viaje alrededor una vez cada nueve horas”, explicó Andrew King, de la Universidad de Leicester (Reino Unido).

Así, la enana blanca completa su órbita casi tres veces al día, y entretanto deja al agujero negro extraer poco a poco su material en sus aproximaciones más cercanas. Los investigadores estiman que el efecto combinado de las ondas gravitacionales y un aumento en el tamaño de la estrella, a medida que pierde masa, debería hacer que la órbita se vuelva más circular y crezca en tamaño. De esta manera, la enana blanca se alejaría lentamente en espiral del agujero negro.

“Hará todo lo posible por escapar, pero no hay escapatoria. El agujero negro la comerá cada vez más lentamente, pero nunca se detendrá. En principio, esta pérdida de masa continuará incluso después que la enana blanca se reduzca a la masa de Júpiter, dentro de aproximadamente un billón de años. Esta sería una manera notablemente lenta y complicada para que el universo haga un planeta”, dijo King.

Esa “gigantesca explosión” ocurrió en el cúmulo de galaxias Ofiuco –un conglomerado de miles de galaxias, gases y materia oscura unidos por la gravedad– a unos 390 millones de años luz de la Tierra. En el centro de Ofiuco hay una gran galaxia que contiene un agujero negro supermasivo, que los investigadores consideran fue la fuente de dicha erupción. “De alguna manera, esta explosión es similar a cómo la erupción del Monte Santa Helena (EE.UU.) en 1980 arrancó la cima de la montaña”, dijo la autora principal del estudio Simona Giarcintucci, del Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos, en un comunicado del ‘Telescopio Chandra de la NASA’.

La diferencia entre la explosión cósmica y la erupción volcánica es que cabrían quince galaxias como la Vía Láctea en el cráter que el estallido del agujero negro perforó en el gas caliente del cúmulo de Ofiuco, puntualizó. Los primeros indicios de la gigantesca explosión en Ofiuco se dieron a conocer en el 2016, cuando otro grupo de científicos descubrió un inusual borde curvo en ese cúmulo, que aparentemente era parte de la pared de una cavidad en el gas caliente, pero se descartó que chorros del agujero negro creara una cavidad tan grande.

Ahora los autores de la nueva investigación, basándose en datos recogidos por telescopios espaciales de la NASA y la Agencia Espacial Europea, así como datos de radio de observatorios en tierra, determinaron que la erupción del agujero negro supermasivo liberó una cantidad de energía unas cinco veces mayor que la del evento más poderoso de este tipo conocido hasta la fecha, observado en el cúmulo de galaxias MS0735.6+7421. Se cree que la explosión ya ha terminado debido a que no se ha encontrado evidencia de chorros en los datos de radio. El gas más denso y frío visto en los rayos X se encuentra actualmente en una posición diferente de la galaxia central. Si este gas se alejó de la galaxia, habrá privado al agujero negro de combustible para su crecimiento, apagando los chorros, agrega el comunicado.

El fenómeno, que representa a dos pares de cúmulos galácticos en colisión que se dirigen uno al otro, fue detectado en el sistema Abell 1758, a unos 3.000 millones de años luz de la Tierra.

Al mismo tiempo, los rayos X del telescopio Chandra permitieron estimar que los cúmulos en el grupo que se observa en la parte superior de la imagen, se están moviendo a una velocidad de entre 3 y 5 kilómetros por hora. Desde el observatorio detallaron que los cúmulos de galaxias representan las agrupaciones de cientos o, en algunos casos, incluso miles de galaxias, que también contienen una gran cantidad de la materia oscura invisible y gas caliente. Estas mayores estructuras se mantienen unidas por la gravedad.