agosto 3rd, 2011 publicado por josmvala
Agujero negro, hipotético cuerpo celeste con un campo gravitatorio tan fuerte que ni siquiera la radiación electromagnética puede escapar de su proximidad. El cuerpo está rodeado por una frontera esférica, llamada horizonte de sucesos, a través de la cual la luz puede entrar, pero no puede salir, por lo que parece ser completamente negro. Un campo de estas características puede corresponder a un cuerpo de alta densidad con una masa relativamente pequeña, como la del Sol o inferior, que está condensada en un volumen mucho menor, o a un cuerpo de baja densidad con una masa muy grande, como una colección de millones de estrellas en el centro de una galaxia.
PROPIEDADES
El concepto de agujero negro lo desarrolló el astrónomo alemán Karl Schwarzschild en 1916 sobre la base de la teoría de la relatividad de Albert Einstein. El radio del horizonte de sucesos de un agujero negro de Schwarzschild solamente depende de la masa del cuerpo: en kilómetros es 2,95 veces la masa del cuerpo en masas solares, es decir, la masa del cuerpo dividida por la masa del Sol. Si un cuerpo está eléctricamente cargado o está girando, los resultados de Schwarzschild se modifican. En la parte exterior del horizonte se forma una “ergosfera”, dentro de la cual la materia se ve obligada a girar con el agujero negro. En principio, la energía sólo puede ser emitida por la ergosfera.
Según la relatividad general, la gravitación modifica intensamente el espacio y el tiempo en las proximidades de un agujero negro. Cuando un observador se acerca al horizonte de sucesos desde el exterior, el tiempo se retrasa con relación al de observadores a distancia, deteniéndose completamente en el horizonte.
FORMACIÓN
Los agujeros negros pueden formarse durante el transcurso de la evolución estelar. Cuando el combustible nuclear se agota en el núcleo de una estrella, la presión asociada con el calor que produce ya no es suficiente para impedir la contracción del núcleo debida a su propia gravedad. En esta fase de contracción adquieren importancia dos nuevos tipos de presión. A densidades mayores de un millón de veces la del agua, aparece una presión debida a la alta densidad de electrones, que detiene la contracción en una enana blanca. Esto sucede para núcleos con masa inferior a 1,4 masas solares. Si la masa del núcleo es mayor que esta cantidad, esa presión es incapaz de detener la contracción, que continúa hasta alcanzar una densidad de mil billones (1015) de veces la del agua. Entonces, otro nuevo tipo de presión debida a la alta densidad de neutrones detendría la contracción en una estrella de neutrones. Sin embargo, si la masa del núcleo sobrepasa las 1,7 masas solares, ninguno de estos dos tipos de presión es suficiente para evitar que se hunda hacia un agujero negro. Una vez que un cuerpo se ha contraído dentro de su radio de Schwartschild, teóricamente se hundirá o colapsará en una singularidad, esto es, en un objeto sin dimensiones, de densidad infinita.
En 1994, el telescopio espacial Hubble proporcionó sólidas pruebas de que existe un agujero negro en el centro de la galaxia M87. La alta aceleración de gases en esta región indica que debe haber un objeto o un grupo de objetos de 2,5 a 3.500 millones de masas solares.
El físico inglés Stephen Hawking ha sugerido que muchos agujeros negros pueden haberse formado al comienzo del Universo. Si esto es así, muchos de estos agujeros negros podrían estar demasiado lejos de otra materia para formar discos de acreción detectables, e incluso podrían componer una fracción significativa de la masa total del Universo. En reacción al concepto de singularidad, Hawking ha sugerido que los agujeros negros no se colapsan de esa forma, sino que forman “agujeros de gusano” que comunican con otros universos diferentes al nuestro.
Un agujero negro de masa suficientemente pequeña puede capturar un miembro de un par electrón-positrón cerca del horizonte de sucesos, dejando escapar al otro. Esta partícula sustrae energía del agujero negro, provocando la evaporación de éste. Cualquier agujero negro formado en los comienzos del Universo, con una masa menor de unos pocos miles de millones de toneladas ya se habría evaporado, pero los de mayor masa pueden permanecer.
En enero de 1997, un equipo de astrofísicos estadounidenses presentó nuevos datos sobre los agujeros negros. Sus investigaciones se extendieron a nueve sistemas binarios de estrellas, emisores de rayos X (binarias de rayos X). En cinco de los nueve casos, cuando el material de la estrella de menor masa golpea la superficie del otro objeto, éste emite una radiación brillante en su superficie; se trata de una estrella de neutrones. En las otras cuatro binarias, de las que se creía que contenían agujeros negros, la radiación emitida por el segundo objeto es mínima: la energía desaparecería a través del horizonte de sucesos. Estos datos constituyen el conjunto de pruebas más directo (aunque no definitivo) de la existencia de agujeros negros. El mismo equipo de investigadores informó también del descubrimiento de tres nuevos candidatos a agujeros negros localizados en los centros de las galaxias NGC 3379 (también conocida como M105), NGC 3377 y NGC 4486B.
BIBLIOGRAFÍA
Couper, Heather y otros. Agujeros negros. Madrid: Ediciones SM, 1997. Los agujeros negros y los viajes en el tiempo. Ameno y muy ilustrado.
Davies, Paul. El universo desbocado. Barcelona: Salvat Editores, S.A., 1988. Explica cómo el espacio-tiempo se hundirá en los agujeros negros. Texto claro y directo.
Davies, Paul. Sobre el tiempo. Barcelona: Editorial Crítica (Grupo Planeta), 1996. Explica cómo el tiempo se detiene en los agujeros negros.
Halpern, Paul. Agujeros de gusano cósmicos. Barcelona: Ediciones B, S.A., 1993. Viaje apasionante a las fronteras de la imaginación científica. Sencillo y ameno.
Luminet, Jean-Pierre. Agujeros negros. Madrid: Alianza Editorial, S.A., 1991. Hallazgo teórico de los agujeros negros a través de la teoría de la relatividad.
Murdin, Paul y Lesley. Supernovas. Sevilla: Promotora General de Estudios, S.A., 1989. Historia de las supernovas. Obra clara y amena.
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agosto 3rd, 2011 publicado por josmvala
El Sistema Solar se encuentra en uno de los brazos espirales de la galaxia con forma de disco llamada Vía Láctea. Esta fotografía muestra el centro de la Vía Láctea, a 30.000 años luz. En la imagen se ven cúmulos de estrellas brillantes con áreas oscuras de polvo y gas.
Vía Láctea, también llamada la Galaxia, agrupamiento de estrellas con forma de disco, que incluye al Sol y a su Sistema Solar. Para un observador terrestre, el disco de la Galaxia aparece como una banda débilmente luminosa que se puede observar de noche extendiéndose a través del cielo, sobre todo en las noches de verano claras y sin luna. Antiguamente a esta banda se la llamó Vía Láctea (también Camino de Santiago), nombre que en la actualidad hace referencia a toda la galaxia. La apariencia difusa de esta banda es el resultado de la luz combinada de estrellas demasiado lejanas para poder distinguirlas por separado a simple vista. Las estrellas individuales que vemos en el cielo son aquellas de la Galaxia que están lo suficientemente cerca del Sistema Solar para distinguirlas por separado.
Las galaxias espirales como la Vía Láctea contienen millones de estrellas que interactúan unas con otras a través de la atracción gravitatoria. El telescopio espacial Hubble, un poderoso instrumento que gira alrededor de la Tierra, captó esta imagen de las regiones centrales de una galaxia espiral muy semejante a la Vía Láctea.
La Vía Láctea se extiende a través de las constelaciones Perseo, Casiopea y Cefeo. En la región de la Cruz del Norte, que forma parte de Cisne, se divide en dos corrientes: la corriente occidental que brilla cuando atraviesa la Cruz del Norte, palidece cerca de Ofiuco, a causa de las nubes de polvo, y aparece de nuevo en Escorpio; y la corriente oriental, que es más brillante cuando pasa por el sur a través del Escudo y Sagitario. La parte más brillante de la Vía Láctea se extiende desde la constelación del Escudo a Escorpio, a través de Sagitario. El centro galáctico está en dirección a Sagitario y se encuentra a unos 26.000 años luz del Sol.
ESTRUCTURA
Se ha descubierto que la Vía Láctea es una gran galaxia espiral, con varios brazos espirales que se enroscan alrededor de un núcleo central de un grosor de unos 10.000 años luz. Las estrellas del núcleo central están más agrupadas que las de los brazos, donde se han encontrado más nubes interestelares de polvo y gas. El diámetro del disco es de unos 100.000 años luz. Está rodeado por una nube de hidrógeno, deformada y festoneada en sus extremos, rodeada a su vez por un halo esférico y ligeramente aplastado que contiene muchos cúmulos globulares de estrellas, que se encuentran principalmente encima o debajo del disco. Este halo puede llegar a ser dos veces más ancho que el disco en sí. Además, estudios realizados sobre los movimientos galácticos sugieren que el sistema de la Vía Láctea contiene más de 2 billones de veces la masa que contiene el Sol, mucha más materia de la que se considera que tiene el disco conocido y los cúmulos concomitantes. Sin embargo, los astrónomos han especulado con la idea de que el sistema conocido de la Vía Láctea esté rodeado por una corona mucho mayor de materia no detectada. Otra especulación reciente supone que la Vía Láctea es una galaxia espiral barrada.
TIPOS DE ESTRELLAS
La Vía Láctea contiene tanto estrellas de las llamadas de tipo I, que son estrellas azules y brillantes, como estrellas del tipo II, gigantes rojas. La región central de la Vía Láctea y el halo están compuestos por estrellas del tipo II. La mayor parte de la región se oculta tras nubes de polvo que impiden la observación visual. La radiación de la región central, registrada por medio de mecanismos como células fotoeléctricas, filtros infrarrojos y radiotelescopios, indica la presencia de objetos compactos cerca del centro, posiblemente restos de estrellas o un enorme agujero negro. Astrónomos estadounidenses realizaron observaciones con el telescopio espacial de rayos X Chandra en octubre de 2000 (cuyos resultados fueron publicados en septiembre de 2001), que parecían probar la existencia de un agujero negro central. En octubre de 2002, un equipo internacional de astrónomos del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre de Garching (Alemania), presentó nuevos datos sobre el centro de la Vía Láctea. Tras observar y estudiar una estrella que gira en torno al centro galáctico, los científicos pudieron determinar su órbita, lo que les llevó a asegurar que sólo un agujero negro supermasivo podía ser la causa de su movimiento.
Rodeando la región central hay un disco bastante achatado que comprende estrellas de ambos tipos, I y II; los miembros más brillantes de la primera categoría son luminosos, supergigantes azules. Incrustados en el disco y surgiendo de los lados opuestos de la región central, están los brazos espirales, que contienen una mayoría de la población I, junto con mucho polvo interestelar y gas. Un brazo pasa por las proximidades del Sol e incluye a la gran nebulosa de Orión.
ROTACIÓN
La Vía Láctea gira alrededor de un eje que une los polos galácticos. Contemplada desde el polo norte galáctico, la rotación de la Vía Láctea se produce en el sentido de las agujas del reloj, arrastrando los brazos espirales. El periodo de rotación aumenta cuando disminuye la distancia desde el centro del sistema galáctico. En las proximidades del Sistema Solar, el periodo de rotación es de algo más de 200 millones de años luz. La velocidad del Sistema Solar debido a la rotación galáctica es de unos 270 kilómetros por segundo.
BIBLIOGRAFÍA
Asimov, Isaac. El universo. Madrid: Alianza Editorial, S.A., 19ª ed., 1998. Teorías sobre las galaxias y en particular sobre la Vía Láctea.
Couper, Heather y otros. Big Bang. Madrid: Ediciones SM, 1997. Asequible, ameno e ilustrado, para descubrir cómo se creó el Universo.
Ianiszewski, Jorge. Guía de los cielos australes. Santiago de Chile: Dolmen Ediciones, 2ª ed., 1996. Basado en información científica actual. Fotografías e ilustraciones.
Muñoz Puelles, Vicente. La astronomía. Valencia: Editorial La Máscara, S.L. , 1998. Libro dedicado a la contemplación y exploración del Universo. Bien ilustrado.
Oxlade, Chris. El universo. Madrid: Ediciones SM, 2ª ed., 1998. Ilustrado, activo y ameno. Para niños.
Widmann, Walter y Schütte, Karl. Guía de las estrellas. Barcelona: Ediciones Omega, S.A., 1989. Obra sencilla, introducción alternativa a la astronomía.
Ynduráin, F. J. ¿Quién anda ahí?: civilizaciones extraterrestres y el futuro de la humanidad. Madrid: Editorial Debate, 1997. Todo aquello que atrae sobre civilizaciones extraterrestres.
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