La Muerte de las Estrellas y el Nacimiento de los Agujeros Negros.
Relatividad General. La materia curva el espacio-tiempo y la curvatura del espacio-tiempo le dice a la materia como moverse. Curvatura del espacio-tiempo. De acuerdo con la Relatividad General, el espacio-tiempo se curva por la presencia de cuerpos con masa. La curvatura es una medida de la gravedad. Cerca de un objeto con masa el espacio-tiempo es curvo y por ello los objetos no se mueven en línea recta. Trayectoria de partículas. Órbita no acotada, órbita elíptica y órbita circular. Campo gravitacional producido por la estrella, la superficie de la estrella es finita y medible. Campo gravitacional de un agujero negro, el horizonte de eventos es infinito. Estructura del agujero negro. Singularidad, Horizonte de eventos.
Los agujeros negros se dividen en tres grandes clases: 1. Los agujeros negros de masas estelares (entre 5 y 20 masas solares) Resultan de la explosión supernova de una estrella. 2. Los agujeros negros de masas intermedias (cientos o miles de masas solares). Recientemente descubiertos. Y 3. Los agujeros negros súper-masivos (galaxias activas) con millones de masas solares. Se encuentran en el centro de algunas galaxias.
Agujeros negros estelares. Colapso gravitacional. En las estrellas existe un equilibrio entre el colapso gravitacional y el proceso nuclear en su interior. El proceso nuclear convierte Hidrogeno en Helio. Al disminuir la cantidad de Hidrogeno, el colapso gravitacional comprime la estrella aumentando su temperatura y permitiendo la creación de otros elementos. Cuando la estrella tiene muchas capas, el proceso nuclear comienza a detenerse y el colapso gravitacional comprime la estrella. El final de este colapso depende de la masa inicial de la estrella. Colapso final de una estrella. La presión de degeneración de electrones puede soportar una estrella con masa de hasta 1.4 masas solares contra su propio peso (límite de Chandrasekhar). Este tipo de estrellas terminan su vida convirtiéndose en enanas blancas. Los electrones no pueden tener el mismo estado cuántico, es el principio de exclusión. Estrellas con una masa mayor continúan su colapso, venciendo la degeneración de electrones. Cuando la estrella alcanza un tamaño del orden de los cientos de metros los electrones y los protones están tan juntos que se combinan para formar neutrones y neutrinos. Eventualmente, el colapso se detiene debido a la presión de degeneración de neutrones. La estrella se ha convertido en una estrella de neutrones. Oppenheimer y Volkoff mostraron que para estrellas con más de 3 masas solares, la presión de degeneración de neutrones no puede soportar el colapso. Supernovas. Cuando se supera la degeneración de electrones y los electrones y protones se combinan para formar neutrones, la estrella puede colapsar rápidamente (ya que la degeneración de neutrones se da cuando el confinamiento es de aprox. 1000 veces mayor que para la degeneración de electrones). El núcleo colapsa, pero las capas externas “rebotan” de este núcleo, explotando con gran violencia. Si el núcleo tiene una circunferencia del orden de 10000km, se forman los neutrones. 1.2 segundos después con una circunferencia del orden de 70 km., la degeneración de neutrones detiene el colapso. Las capas superiores siguen moviéndose con velocidades relativistas para encontrarse con un núcleo ultra denso y rebotar. El material que rebota hace que las capas más externas exploten. Esta explosión es la Supernova. En el centro queda el remanente (estrella de neutrones).
Detección, ¿Cómo observar un agujero negro? Efecto de lente gravitacional, este produce deformación de imágenes. Observando un agujero negro de masa estelar. Si un objeto compacto invisible es parte de un sistema binario, se puede estimar su masa a partir del periodo orbital y de la velocidad radial del compañero visible. Si la masa es superior a 3 masas solares, este se convierte en un candidato a agujero negro. Discos de Acreción en sistemas binarios. Las fuerzas de marea pueden despedazar a la compañera, creando un flujo de material hacia el agujero. Fuentes de rayos X fuertes Algunas veces: Oscilaciones cuasi periódicas. Algunas veces: Emisión de jets.
Características distintivas de un Agujero Negro: Observación de dos o más de las siguientes características: *Deflexión gravitacional de la luz (con una masa estimada suficiente) *Emisiones de rayos X y/o rayos gama (debido a un disco de acreción) *Movimiento orbital de una compañera visible o de una nube de gas *Observación directa de un disco de acreción.
Agujeros Negros Supermasivos. El proceso de formación de un agujero negro supermasivo es aún desconocido. Se especula que se forma debido a la atracción gravitacional de muchas estrellas individuales en el centro galáctico o por material que cae en un agujero negro estelar inicial. Jets de radio. Muchos de estos agujeros negros emiten jets compuestos principalmente por electrones y positrones. Estas partículas son aceleradas a velocidades de cerca de 0.9c. Las partículas se aceleran debido a la interacción con los campos magnéticos que rodean al agujero negro. La interacción del material con el campo magnético produce además emisión en radio.
Sagitario A*. El centro de la Vía Láctea está oculto por polvo, por lo que no puede observarse en visible. Sin embargo es brillante en infrarrojo, radio y rayos X fuertes. Sagitario A es la fuente más brillante en radio en la constelación de Sagitario (descubierto en 1933). Sagitario A* es una fuente de radio pequeña que se ubica en el centro de la galaxia y que emite en rayos X (Chandra). El centro de nuestra galaxia es uno de los principales candidatos a agujero negro.
Relatividad General. La materia curva el espacio-tiempo y la curvatura del espacio-tiempo le dice a la materia como moverse. Curvatura del espacio-tiempo. De acuerdo con la Relatividad General, el espacio-tiempo se curva por la presencia de cuerpos con masa. La curvatura es una medida de la gravedad. Cerca de un objeto con masa el espacio-tiempo es curvo y por ello los objetos no se mueven en línea recta. Trayectoria de partículas. Órbita no acotada, órbita elíptica y órbita circular. Campo gravitacional producido por la estrella, la superficie de la estrella es finita y medible. Campo gravitacional de un agujero negro, el horizonte de eventos es infinito. Estructura del agujero negro. Singularidad, Horizonte de eventos.
Los agujeros negros se dividen en tres grandes clases: 1. Los agujeros negros de masas estelares (entre 5 y 20 masas solares) Resultan de la explosión supernova de una estrella. 2. Los agujeros negros de masas intermedias (cientos o miles de masas solares). Recientemente descubiertos. Y 3. Los agujeros negros súper-masivos (galaxias activas) con millones de masas solares. Se encuentran en el centro de algunas galaxias.
Agujeros negros estelares. Colapso gravitacional. En las estrellas existe un equilibrio entre el colapso gravitacional y el proceso nuclear en su interior. El proceso nuclear convierte Hidrogeno en Helio. Al disminuir la cantidad de Hidrogeno, el colapso gravitacional comprime la estrella aumentando su temperatura y permitiendo la creación de otros elementos. Cuando la estrella tiene muchas capas, el proceso nuclear comienza a detenerse y el colapso gravitacional comprime la estrella. El final de este colapso depende de la masa inicial de la estrella. Colapso final de una estrella. La presión de degeneración de electrones puede soportar una estrella con masa de hasta 1.4 masas solares contra su propio peso (límite de Chandrasekhar). Este tipo de estrellas terminan su vida convirtiéndose en enanas blancas. Los electrones no pueden tener el mismo estado cuántico, es el principio de exclusión. Estrellas con una masa mayor continúan su colapso, venciendo la degeneración de electrones. Cuando la estrella alcanza un tamaño del orden de los cientos de metros los electrones y los protones están tan juntos que se combinan para formar neutrones y neutrinos. Eventualmente, el colapso se detiene debido a la presión de degeneración de neutrones. La estrella se ha convertido en una estrella de neutrones. Oppenheimer y Volkoff mostraron que para estrellas con más de 3 masas solares, la presión de degeneración de neutrones no puede soportar el colapso. Supernovas. Cuando se supera la degeneración de electrones y los electrones y protones se combinan para formar neutrones, la estrella puede colapsar rápidamente (ya que la degeneración de neutrones se da cuando el confinamiento es de aprox. 1000 veces mayor que para la degeneración de electrones). El núcleo colapsa, pero las capas externas “rebotan” de este núcleo, explotando con gran violencia. Si el núcleo tiene una circunferencia del orden de 10000km, se forman los neutrones. 1.2 segundos después con una circunferencia del orden de 70 km., la degeneración de neutrones detiene el colapso. Las capas superiores siguen moviéndose con velocidades relativistas para encontrarse con un núcleo ultra denso y rebotar. El material que rebota hace que las capas más externas exploten. Esta explosión es la Supernova. En el centro queda el remanente (estrella de neutrones).
Detección, ¿Cómo observar un agujero negro? Efecto de lente gravitacional, este produce deformación de imágenes. Observando un agujero negro de masa estelar. Si un objeto compacto invisible es parte de un sistema binario, se puede estimar su masa a partir del periodo orbital y de la velocidad radial del compañero visible. Si la masa es superior a 3 masas solares, este se convierte en un candidato a agujero negro. Discos de Acreción en sistemas binarios. Las fuerzas de marea pueden despedazar a la compañera, creando un flujo de material hacia el agujero. Fuentes de rayos X fuertes Algunas veces: Oscilaciones cuasi periódicas. Algunas veces: Emisión de jets.
Características distintivas de un Agujero Negro: Observación de dos o más de las siguientes características: *Deflexión gravitacional de la luz (con una masa estimada suficiente) *Emisiones de rayos X y/o rayos gama (debido a un disco de acreción) *Movimiento orbital de una compañera visible o de una nube de gas *Observación directa de un disco de acreción.
Agujeros Negros Supermasivos. El proceso de formación de un agujero negro supermasivo es aún desconocido. Se especula que se forma debido a la atracción gravitacional de muchas estrellas individuales en el centro galáctico o por material que cae en un agujero negro estelar inicial. Jets de radio. Muchos de estos agujeros negros emiten jets compuestos principalmente por electrones y positrones. Estas partículas son aceleradas a velocidades de cerca de 0.9c. Las partículas se aceleran debido a la interacción con los campos magnéticos que rodean al agujero negro. La interacción del material con el campo magnético produce además emisión en radio.
Sagitario A*. El centro de la Vía Láctea está oculto por polvo, por lo que no puede observarse en visible. Sin embargo es brillante en infrarrojo, radio y rayos X fuertes. Sagitario A es la fuente más brillante en radio en la constelación de Sagitario (descubierto en 1933). Sagitario A* es una fuente de radio pequeña que se ubica en el centro de la galaxia y que emite en rayos X (Chandra). El centro de nuestra galaxia es uno de los principales candidatos a agujero negro.
1 comentario:
Hola nena. soy Oliver Moreno.. de el Politecnico de soga,, grupo de Astro física.. nada, q poder encontrarte después de tanto tiempo.. si estas soga seria rico poder encontrarme con vos.. saludos un Abrazo
Oliver
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