El canto de cisne de una nube que se acerca al agujero negro supermasivo de la Vía Láctea
Por el Observatorio WM Keck
21 de febrero de 2023.
Observatorio Keck NIRC2 e imagen de óptica adaptativa tomada en el verano de 2021 que muestra las estructuras de gas y polvo en el centro galáctico, incluidos los objetos G y X7. Crédito: A. Ciurlo et al./UCLA GCOI/WM Keck Observatory.
Dos décadas de seguimiento desde el Observatorio WM Keck en Mauna Kea, Hawái, revelan una peculiar nube denominada X7 que se separa a medida que acelera hacia el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Los astrónomos de la Iniciativa de Órbitas del Centro Galáctico de UCLA (GCOI) y el Observatorio Keck han estado rastreando la evolución de este filamento de gas polvoriento desde 2002; Las imágenes del infrarrojo cercano de alta resolución angular capturadas con el poderoso sistema de óptica adaptativa del Observatorio Keck muestran que X7 se ha alargado tanto que ahora tiene una longitud de 3.000 veces la distancia entre la Tierra y el Sol (o 3.000 Unidades Astronómicas).
El estudio se publica en la edición de febrero de The Astrophysical Journal.
"Esta es una oportunidad única para observar los efectos de las fuerzas de marea del agujero negro en alta resolución, lo que nos da una idea de la física del entorno extremo del Centro Galáctico", dijo Anna Ciurlo, investigadora asistente de UCLA y autora principal del estudio.
Las fuerzas de marea son la atracción gravitacional que estira un objeto que se acerca a un agujero negro; el lado del objeto más cercano al agujero negro es atraído con mucha más fuerza que el lado más alejado.
"Es emocionante ver cambios significativos en la forma y la dinámica de X7 con tanto detalle en una escala de tiempo relativamente corta, ya que las fuerzas gravitatorias del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea influyen en este objeto", dijo el coautor Randy Campbell, líder de operaciones científicas en el Observatorio Keck.
X7 tiene una masa de unas 50 Tierras y se encuentra en un camino orbital alrededor del agujero negro de nuestra galaxia, llamado Sagittarius A* (o Sgr A*), que tardaría 170 años en completarse.
"Anticipamos que las fuertes fuerzas de marea ejercidas por el agujero negro galáctico finalmente destrozarán a X7 antes de que complete siquiera una órbita", dijo el coautor Mark Morris, profesor de física y astronomía de la UCLA.
Según su trayectoria, el equipo estima que X7 se acercará más a Sgr A* alrededor del año 2036 y luego se disipará por completo poco después. El gas y el polvo que constituyen X7 eventualmente serán arrastrados hacia Sgr A* y luego pueden causar algunos fuegos artificiales a medida que se calienta y gira en espiral hacia el agujero negro.
Estos hallazgos son la primera estimación de la trayectoria orbital levemente excéntrica de X7 y el análisis más sólido hasta la fecha de los notables cambios en su apariencia, forma y comportamiento. Para observar X7, el equipo utilizó el espectrógrafo de imágenes infrarrojas con supresión de OH (OSIRIS) y la cámara de infrarrojo cercano de segunda generación (NIRC2) del Observatorio Keck, en combinación con los sistemas de óptica adaptativa de los telescopios Keck I y Keck II.
X7 muestra algunas de las mismas propiedades de observación que los otros extraños objetos polvorientos que orbitan Sgr A* llamados objetos G, que parecen gas pero se comportan como estrellas. Sin embargo, la estructura de forma y velocidad de X7 se ha transformado más dramáticamente en comparación con los objetos G. El filamento de gas y polvo estirado se mueve rápidamente, registrando velocidades de hasta 790 kilómetros por segundo. Debido a la masa extremadamente grande del agujero negro, todo en su vecindad se mueve mucho más rápido de lo que normalmente vemos en cualquier otro lugar de nuestra galaxia.
Aunque el origen de X7 sigue siendo un secreto que espera ser desbloqueado y confirmado, el equipo de investigación tiene algunas pistas sobre su posible formación.
"Una posibilidad es que el gas y el polvo de X7 fueran expulsados en el momento en que dos estrellas se fusionaron", dijo Ciurlo. "En este proceso, la estrella fusionada se oculta dentro de una capa de polvo y gas, lo que podría encajar en la descripción de los objetos G. Y el gas expulsado quizás produjo objetos similares a X7".
El equipo de investigación continuará monitoreando los cambios dramáticos de X7 con el Observatorio Keck a medida que el poder de la gravedad del agujero negro lo separa.
"Es un privilegio poder estudiar el ambiente extremo en el centro de nuestra galaxia", dijo Campbell. "Este estudio solo se puede realizar utilizando las magníficas capacidades de Keck y realizarse en el venerado Maunakea, con honor y respeto por este sitio especial".
Fuente:
https://phys.org/news/2023-02-swan-song-cloud-approaching-milky.html