martes, 22 de mayo de 2012

Los agujeros negros aumentan la temperatura del universo

Los astrofísicos del HITS han descubierto una nueva fuente de calor en la formación de la estructura cosmológica.

Hasta el momento, los astrofísicos pensaban que los agujeros negros supermasivos solo tenían influencia en sus cercanñias, pero ahora se ha descubierto que el gas difuso en el universo puede absorber las luminosas emisiones de rayos gamma de los agujeros negros, incrementando su temperatura.

Cada galaxia alberga un agujero negro supermasivo en su centro. Este tipo de agujeros negros puede emitir rayos gamma de alta energía llamados blazars. Cualquier otro tipo de radiación como la luz visible y las ondas de radio atraviesan en universo sin problemas, pero no es el caso de los rayos gamma. Este particular tipo de radiación interacciona con la luz óptica emitida por las galaxias, transformándola en partículas elementales como electrones y positrones. Inicialmente, estas partículas se mueven casi a la velocidad de la luz, pero son ralentizadas en ambientes de gas difuso, lo cual convierte su energía en calor, como cualquier proceso de frenado. Como resultado, el gas circundante se calienta y de hecho, la temperatura del gas en densidad media se vuelve diez veces mayor, y en regiones hiperdensas, hasta cien veces mayor de lo que se pensaba.

Los blazars reescriben la historia térmica del universo, pero ¿como podemos probar esta teoría? En el espectro óptico de los cuásares hay una plétora de líneas, llamadas líneas forestales. Dichas líneas se originan por la absorción de la luz ultravioleta por el neutral hidrógeno en el universo primigenio. Si el gas se calienta, las débiles líneas forestales se hacen más anchas. Este efecto representa una excelente oportunidad para medir temperaturas en el universo temprano, mientras aún estaba creciendo.



Los astrofísicos del HITS comprobaron por primera vez este nuevo postulado del proceso de calentamiento mediante el uso de simulaciones por supercomputador del crecimiento cosmológico de estructuras. Sorprendentemente, las líneas se hicieron lo suficientemente anchas para que sus propiedades coincidieran perfectamente con las líneas observadas.

¿Cuales son las consecuencias futuras de este nuevo proceso de calentamiento? El bosque de líneas en el espectro del cuasar se origina por las fluctuaciones de densidad en el Universo. En el curso de la evolución cósmica, las fluctuaciones más densas se colapsan para formar galaxias y agrupaciones de galaxias, como las observadas en el universo local. El gas difuso es tan caliente que no se puede colapsar, por tanto, la formación de galaxias enanas se ralentiza o incluso se suprime completamente.

Via Heidelberg Institute for Theoretical Studies

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