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    Cola de agujero negro perdido escondido en la Vía Láctea

    El gas es arrastrado por la fuerte gravedad del agujero negro para formar una corriente de gas estrecha. Crédito:Universidad de Keio

    Es difícil encontrar agujeros negros, porque son completamente negros. En algunos casos, los agujeros negros provocan efectos visibles. Por ejemplo, si un agujero negro tiene una estrella compañera, el gas que fluye hacia el agujero negro se amontona a su alrededor y forma un disco. El disco se calienta debido a la enorme atracción gravitacional del agujero negro y emite una intensa radiación. Pero si un agujero negro flota solo en el espacio, no se observarían emisiones provenientes de él.

    Un equipo de investigación dirigido por Masaya Yamada, estudiante de posgrado en la Universidad de Keio, Japón, y Tomoharu Oka, profesor de la Universidad de Keio, utilizó el telescopio ASTE en Chile y el radiotelescopio de 45 m en el radioobservatorio de Nobeyama, ambos operados por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, para observar nubes moleculares alrededor del remanente de supernova W44, ubicado 10, 000 años luz de distancia de nosotros. Su objetivo principal era examinar cuánta energía se transfirió de la explosión de la supernova al gas molecular circundante, pero encontraron señales de un agujero negro oculto en el borde de W44.

    Durante la encuesta, el equipo encontró una nube molecular compacta con un movimiento enigmático. Esta nube llamado "Bullet, "tiene una velocidad de más de 100 km / s, que excede la velocidad del sonido en el espacio interestelar en más de dos órdenes de magnitud. Además, esta nube, con el tamaño de dos años luz, se mueve hacia atrás contra la rotación de la Vía Láctea.

    Para investigar el origen de Bullet, el equipo realizó observaciones intensivas de la nube de gas con ASTE y el radiotelescopio Nobeyama de 45 m. Los datos indican que Bullet parece saltar desde el borde del remanente de supernova W44 con una inmensa energía cinética. "La mayor parte de Bullet tiene un movimiento de expansión con una velocidad de 50 km / s, pero la punta del Bullet tiene una velocidad de 120 km / s, ", dijo Yamada." Su energía cinética es unas decenas de veces mayor que la inyectada por la supernova W44. Parece imposible generar una nube tan energética en entornos normales ".

    (a) Emisiones de CO (J =3-2) (color) y emisiones de radio continuo de 1,4 GHz (contornos) alrededor del remanente de supernova W44. (b) Diagrama de longitud-velocidad galáctica de las emisiones de CO (J =3-2) en la latitud galáctica de -0,472 grados. (c -f):Diagramas galácticos de longitud-velocidad de la Bala en CO (J =1-0), CO (J =3-2), CO (J =4-3), y HCO + (J =1-0), de izquierda a derecha. Los diagramas de longitud-velocidad galácticos muestran la velocidad del gas en una posición específica. Las estructuras alargadas en la dirección vertical en los diagramas tienen una gran amplitud de velocidad. Crédito:Yamada et al. (Universidad de Keio), NAOJ

    El equipo propuso dos escenarios para la formación de Bullet. En ambos casos, una fuente de gravedad oscura y compacta, posiblemente un agujero negro, tiene un papel importante. Un escenario es el "modelo de explosión" en el que una capa de gas en expansión del remanente de supernova pasa por un agujero negro estático. El agujero negro tira del gas muy cerca de él, dando lugar a una explosión, que acelera el gas hacia nosotros después de que la cáscara de gas ha pasado el agujero negro. En este caso, los astrónomos estimaron que la masa del agujero negro sería 3,5 veces la masa solar o más. El otro escenario es el "modelo de irrupción" en el que un agujero negro de alta velocidad atraviesa un gas denso y el gas es arrastrado por la fuerte gravedad del agujero negro para formar una corriente de gas. En este caso, Los investigadores estimaron que la masa del agujero negro sería 36 veces la masa solar o más. Con el conjunto de datos actual, Es difícil para el equipo distinguir qué escenario es más probable.

    Los estudios teóricos han predicho que deberían existir entre 100 millones y mil millones de agujeros negros en la Vía Láctea, aunque hasta la fecha solo se han identificado 60 aproximadamente a través de observaciones. "Encontramos una nueva forma de descubrir agujeros negros perdidos, ", dijo Oka. El equipo espera desentrañar los dos posibles escenarios y encontrar pruebas más sólidas de un agujero negro en el Bullet con observaciones de mayor resolución utilizando un interferómetro de radio. como el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA).

    (a) modelo de explosión y (b) modelo de irrupción. Ambos diagramas muestran una parte del frente de choque producido por la expansión del remanente de supernova W44. La onda de choque entra en un gas inactivo y lo comprime para formar un gas denso. La bala está ubicada en el centro del diagrama y tiene un movimiento completamente diferente en comparación con el gas circundante. Crédito:Yamada et al. (Universidad de Keio)




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