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Ignacio CrespoFrancis VillatoroBorja TosarHéctor SocasGastón GiribetJosé Edelsteinagujeros negros supermasivos comportamiento binariostasa acreción hall jetsuniversal feature sistemas físicos distintostasa máxima de acreción agujeros negrosjets compactos comportamiento outflowformación jets agujeros negroscadencias generación jets agujeros negrosGastón GiribetEddingtonrayos Xbinarios de rayos XUniversal Critical Accretion Rate from a Hall
Tasa acreción Agujeros Negros
Ep576: Entropía; Neandertales; Tesla; Exoplaneta; Agujeros Negros; Eirenesfera
22 de octubre de 20267 momentos
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Gastón Giribet comenta sobre un trabajo científico que destaca la importancia del 2% de la tasa máxima de acreción para entender la formación de jets alrededor de los agujeros negros.
…meticulosos; tomaron 20 eventos de disrupción de marea. Luego respigaron en ese conjunto aquellos que eran fuentes con datos más confiables que otros, se quedaron con 10, en realidad 11 si tenés en cuenta otros datos, pero básicamente la mitad de los. eventos y con esos 10 mostraron evidencias significativas de que se comportan los agujeros negros supermasivos, de igual manera como se comportan los binarios de rayos X, es decir, sistemas pequeños de tamaños estelares que involucran agujeros negros. Entonces, por eso el artículo se llama, acá tengo el título, se llama Universal Critical Accretion Rate from a Hall; que es una tasa de acreción, un comportamiento crítico universal en la tasa de acreción debido a la formación de jets, básicamente universal en este sentido, universal en física significa cuando es el mismo feature que se da en sistemas físicos en principio de naturaleza distinta y aún así comparten cierta propiedad, en ese sentido es universal esa propiedad. Así que me pareció interesantísimo este trabajo, sobre todo porque ese 2% aparece en escalas muy distintas; es el 2%, cuando se da el 2% de la tasa máxima de agresión que podrían mantener, se genera este cambio de fase en el comportamiento del outflow, del flujo saliente, y se generan estos jets compactos en torno a estos agujeros negros. Esto nos puede ayudar un poco a entender mejor cuál es el mecanismo de formación de estos jets en agujeros negros, y también las cadencias con las que ocurren; es decir, cuánto tarda un agujero negro en generar jets. Tiene mucha actividad, por ejemplo, el agujero negro de Nuestro centro galáctico. Sabemos o tenemos fuerte evidencia de que hubo actividad muy fuerte en él y ahora está silente. Entonces, para entender las cadencias temporales en las que esto se da, que sabemos que es del orden de los millones de años, entender un…
Significado #1 · Palabras #10
Gastón Giribet explica el proceso de emisión de jets desde los agujeros negros, detallando cómo la materia cercana al disco de acreción puede ser expulsada antes de ser consumida.
Habla: Gastón GiribetSignificado #13jets desde agujeros negrosdisco de acreción agujeros negrosmateria expulsada agujero negro…decir que la cosa no puede escapar cuando está por entrar, porque lo que pasa ahí adentro puede ser tan tumultuoso que a veces hay procesos muy energéticos que hacen que la materia salga disparada. Un caso, no el único de un caso, es la emisión de jets. Recordemos que los agujeros negros tienen un disco de acreción que es materia que va orbitando en torno a ellos; la muy cercana a ellos es a veces consumida por un agujero negro, pero no toda, la demás orbita en torno a ellos a altísimas velocidades y la que se acerca mucho, por un mecanismo que creemos entender al menos en grandes aspectos, salen unos jets perpendiculares que salen del agujero negro. Repito, de materia que está a punto de entrar en ellos y no materia que haya entrado en ellos, por supuesto. Ese es un caso de expulsión de materia en los agujeros negros, pero no es el único; también los agujeros negros son, paradojalmente, muy luminosos. O sea, los agujeros negros son negros, pero todo lo que pasa en su cercanía es tan, repito, tan energético y…
Gastón Giribet utiliza una analogía con una hoguera para explicar cómo los agujeros negros reaccionan al consumir materia, comparando la adición de carbón a la hoguera con el proceso de acreción en un agujero negro.
Habla: Gastón GiribetSignificado #15 · Palabras #14universalidad comportamiento agujeros negrosinvariancia escala agujeros negrosacoplamiento tasa acreción agujeroacreción de materia en agujeros negroshoguera como analogía agujeros negrosionización materia altas temperaturasemisión radio rayos x agujeros negrosagujeros negros sistemas binarios rayos xdisco de acreción agujero negroacreción materia agujero negro estelarjets perpendiculares agujero negro…procesos físicos, al menos desde el punto de vista cualitativo De lo que ocurre en los agujeros negros de masas estelares, sean comparables a los procesos que ocurren en los agujeros negros de los centros galácticos que son de millones de masas solares. Ahora la idea es esta universalidad, este comportamiento que parece darse tanto en agujeros negros pequeños como en grandes. ¿Se puede decir algo más de él? ¿Se puede comprobar alguna cosa teórica? Algo que nos diga que en efecto estos comportamientos son invariantes de escala, es decir, que a escalas astrofísicas o escalas galácticas ocurren por igual. Bueno, este paper habla de eso y habla de eso en particular en lo que hace a lo que se conoce como el acoplamiento entre la tasa de acreción, o sea, la velocidad con la que consume materia el agujero. negro, y la tasa de expulsión de materia en diferentes momentos de esa acreción. Hay que entenderlo así: pensemos una gran hoguera y yo le estoy dando materia a la hoguera, le atizo el fuego tirándole carbón y la hoguera responde de ciertas maneras haciendo como fulguraciones cada tanto. Los agujeros negros se comportan de alguna manera parecido, porque cuando los agujeros negros consumen materia, esa materia antes de entrar al agujero negro es ionizada a muy altas temperaturas, genera efectos turbulentos y otros efectos que tienen que ver con la gravedad. Y el grito desesperado ante entrar al agujero negro de la materia es emitir muchísimo. Por eso sabemos que hay agujeros negros a partir de la emisión ya en radio, ya en rayos X, ya en rayos ultravioletas que nos vienen cerca de ellos. Entonces, los agujeros negros se vuelven a veces muy luminosos cuando están consumiendo materia. Ahora bien, ¿Cuál es ese mecanismo de consumir esa materia? ¿De qué manera lo hacen? Los agujeros negros que se conocen por ejemplo como sistemas binarios de rayos X, que son agujeros negros estelares, o más precisamente sistemas estelares que incluyen un agujero negro, puede ser por ejemplo un agujero negro y una estrella orbitándolo en torno al otro; en estos sistemas el agujero negro va robándole a su compañera co-orbitante, le va robando materia, va generando en torno a él un disco de acreción, va consumiendo ese disco de acreción, va acretando, consumiendo materia y a veces genera ciertos jets perpendiculares. Emite. Ahora esto lo hace con cierta estructura este comportamiento. Por ejemplo, estos jets muy colimados, que generan expulsión de partículas a muy altas velocidades, que luego se van frenando; cuando se van frenando, como las partículas cargadas, muchos de…
Gastón Giribet explica cómo la tasa de acreción de materia en un agujero negro está limitada por la presión de la radiación que emite.
Habla: Gastón GiribetPalabras #9tasa acreción agujero negropresión radiación límite acreciónradiación saliente sustenta materia…que un astro puede tener suponiendo dos cosas, suponiendo por simplicidad de cálculo que ese consumo sea simétricamente de manera esférica y también suponiendo otra cosa que es que se da en equilibrio Entonces si uno asume que hay un equilibrio entre la Tasa que consume, la materia que consume, y que es esférico hay una compensación entre la materia que va acretándose, como va consumiendo materia gravitacionalmente y la presión de la radiación que sale de todos los procesos físicos que ocurren ahí. Entonces se suponía que esa tasa de acreción no puede superarse. Dicho de otro modo, si más materia que esa quiere caer por unidad de tiempo, no podía porque la presión de radiación de la radiación saliente lo sustentaba, lo sostenía y se lo impedía. Sabemos que este límite no es tan así, porque básicamente hay procesos que están fuera del equilibrio, entonces eso se puede generar de manera mucho más compleja y también porque la acreción de materia no es necesariamente simétrica, se puede dar más por el…
Gastón Giribet explica cómo los agujeros negros supermasivos exhiben un comportamiento similar a los agujeros negros estelares al consumir grandes cantidades de materia, comparable a la tasa de Eddington.
Habla: Gastón GiribetSignificado #8agujeros negros supermasivos tasa eddingtonluminosidad agujeros negros estelaresconsumo materia agujeros negros…esta tasa de Eddington a veces puede superarse, o sea, se puede hablar de una acreción supra-Eddington, o super-Eddington, que es cuando se acreta más que lo que la tasa de Eddington ingenuamente permitiría. Entonces, lo que se sabe, lo que se esperaba, es Que los agujeros negros supermasivos se comportaran como estos estelares. Es decir, que cuando consumían mucha materia, muchísima materia, a una tasa comparable con la de Eddington, con la máxima que podrían consumir asumiendo simetría o más que esa, entonces ahí se da una suerte de pico de gran luminosidad. Quizás esto. No es tan sorprendente, cuando está consumiendo mucha materia; la materia se ioniza más, se calienta más, se generan efectos más turbulentos cerca de ellos y eso emite muchísimo. Entonces hay una suerte de correlación entre cuándo acreta más materia y cuándo…
Gastón Giribet explica cómo se puede determinar la tasa de acreción de un agujero negro observando su luminosidad y comparándola con otros objetos.
Habla: Gastón GiribetSignificado #2 · Palabras #7radiación agujeros negros pequeñosluminosidad de eddingtontasa acreción agujero negrovelocidad consumo masaluminosidad agujero negro tasa acrecióncatálogo comportamiento agujeros negrosagujeros negros supermasivos tamaño galácticoacreción en agujero negro masas solaresjets generados por agujeros negrosprocesos galácticos tardan millones añosastrónomos observan acreción agujero negro…ver a muy muy grandes distancias esta estructura de los jets. Bueno, lo sabe infiriéndolo a partir de la emisión que reciben diferentes colores. Por ejemplo, la correlación entre emisión de radio y emisión ultravioleta que vienen de estos astros se creía eso. Ahora bien, ¿cómo comprobarlo? Porque hay un problema grande para comprobar esto; o sea, que los agujeros negros pequeños y los agujeros negros grandes comparten este comportamiento, y de ahí su universalidad para los agujeros negros pequeños es fácil: los miramos, evaluamos su radiación, evaluamos su radiación en radio, en X y en ultravioleta y en el óptico también; miramos lo que pasa y nos fijamos si se dan estos picos de que cuando están consumiendo mucha materia, por ejemplo a nivel de la máxima que pueden consumir, la luminosidad de Eddington o sea, la tasa de acreción de un agujero negro está en relación; o sea, cómo cambia la masa que consume, la derivada de la masa, la velocidad con la que consume masa es proporcional a la luminosidad que emita. Entonces, mirando su luminosidad, cómo cambia la luminosidad en función de cuánta tasa de acreción está consumiendo y con qué frecuencia lo hace, es fácil: los miramos, hacemos un catálogo y nos fijamos cómo se comportan. Ahora, ¿qué pasa con los agujeros negros supermasivos? ¿Por qué no hacemos lo mismo? ¿Nos fijamos y se comportan igual? Estamos felices. El problema es que si uno mira los agujeros negros supermasivos, son tanto más grandes, lo que pasa en torno a ellos es tanto más grande: estamos hablando a veces de cosas que tienen tamaños galácticos. Los centros de algunas galaxias tienen el tamaño casi de otras galaxias, o sea, son muy muy grandes. El problema es que las cosas que pasan ahí tardan muchísimo tiempo; por ejemplo, si uno quiere ver el comportamiento de todos estos procesos de cómo se da la tasa de acreción y cambia de fase y se genera jets o no se genera jets, estamos hablando de a veces millones de años. Por ejemplo, los tiempos característicos en los que sean estos procesos de acreción para un agujero negro de 100 millones de masas solares son más o menos 500.000 años; uno puede mirar y ver qué pasa, son del orden de 5.000 años para un agujero negro de millones de masas solares. No podemos ver eso, no podemos esperar tanto tiempo; típicamente los astrónomos son muy pacientes y longevos, pero no tanto. Entonces, lo que ocurre, lo que podemos hacer es mirar otra cosa, que es que los agujeros negros supermasivos a veces experimentan lo que se conoce como evento de disrupción de marea ¿Qué es eso? Es cuando una estrella pasa cerca, rasante de un agujero negro supermasivo, cerca de un centro galáctico y básicamente la desgarra, la…
Gastón Giribet explica que los episodios de acreción alrededor de agujeros negros supermasivos son eventos relativamente cortos, durando solo unos pocos años.
Habla: Gastón GiribetSignificado #5 · Palabras #15acreción alrededor agujeros negrosepisodios acreción pocos añoseventos disrupción marea agujero negroacreción materia agujero negro supermasivotasa acreción logarítmica distribución bimodaltasa de acreción escala eddingtonemisión rayos x altas frecuenciasagujeros negros tasa acreción 2agujeros negros estelares emisión máxima…cerca, rasante de un agujero negro supermasivo, cerca de un centro galáctico y básicamente la desgarra, la despedaza, no es que la traga totalmente, pero en la primera órbita le saca parte de su material y consume parte de ese material, es decir, son momentos De acreción que duran mucho menos que 500.000 años, como típicamente ocurriría un proceso de acreción típico para un agujero negro de millones de masas solares, sino que son como pequeños episodios de acreción y generan un disco de acreción y todo en torno a un agujero negro supermasivo, pero todos estos procesos ocurren en algunos años, en un par de años. Entonces, si uno mira eventos de disrupción de marea, puede tener como pequeños samples, pequeñas muestras de cómo consume un agujero negro supermasivo materia en torno a ellos. Entonces, lo que estos dos astrónomos hicieron es mirar eso: miraron un catálogo de ciertos eventos de disrupción de marea, es decir, episodios en los cuales un agujero negro supermasivo despedaza una estrella que pasa cerca y entonces se viste con el disco de acreción robado a su materia y se fijan ahí cómo es ese comportamiento de acreción. Y en efecto muestran lo mismo: muestran si uno hace el rate, la tasa de acreción de manera logarítmica en función de la probabilidad del lanzamiento de estos eventos, encuentran una distribución bimodal, es decir, dos grandes picos en el gráfico. Uno que muestra que cuando la tasa de acreción es de orden 1 comparado con la escala de Eddington, es decir, cuando está cercana a la tasa máxima que podría acretar, hay un gran flujo hacia afuera de radiación, pero luego hay un segundo pico más tardío que tiene una emisión en X un poquito distinta; se corre hacia las altas frecuencias de los rayos X, que ocurre cuando la tasa de acreción es el 2% de la emisión máxima, es decir, el mismo porcentaje que se observa en agujeros negros estelares. Mostrando así que en efecto esa conjetura de que hay un comportamiento universal que se da tanto en agujeros negros de masas estelares como en agujeros negros de millones de veces en la masa de las estrellas, los dos grandes monstruos totalmente distintos se…
Gastón Giribet comenta sobre un trabajo científico que destaca la importancia del 2% de la tasa máxima de acreción para entender la formación de jets alrededor de los agujeros negros.
Habla: Gastón GiribetSignificado #1 · Palabras #10agujeros negros supermasivos comportamiento binariostasa acreción hall jetsuniversal feature sistemas físicos distintostasa máxima de acreción agujeros negrosjets compactos comportamiento outflowformación jets agujeros negroscadencias generación jets agujeros negros…meticulosos; tomaron 20 eventos de disrupción de marea. Luego respigaron en ese conjunto aquellos que eran fuentes con datos más confiables que otros, se quedaron con 10, en realidad 11 si tenés en cuenta otros datos, pero básicamente la mitad de los. eventos y con esos 10 mostraron evidencias significativas de que se comportan los agujeros negros supermasivos, de igual manera como se comportan los binarios de rayos X, es decir, sistemas pequeños de tamaños estelares que involucran agujeros negros. Entonces, por eso el artículo se llama, acá tengo el título, se llama Universal Critical Accretion Rate from a Hall; que es una tasa de acreción, un comportamiento crítico universal en la tasa de acreción debido a la formación de jets, básicamente universal en este sentido, universal en física significa cuando es el mismo feature que se da en sistemas físicos en principio de naturaleza distinta y aún así comparten cierta propiedad, en ese sentido es universal esa propiedad. Así que me pareció interesantísimo este trabajo, sobre todo porque ese 2% aparece en escalas muy distintas; es el 2%, cuando se da el 2% de la tasa máxima de agresión que podrían mantener, se genera este cambio de fase en el comportamiento del outflow, del flujo saliente, y se generan estos jets compactos en torno a estos agujeros negros. Esto nos puede ayudar un poco a entender mejor cuál es el mecanismo de formación de estos jets en agujeros negros, y también las cadencias con las que ocurren; es decir, cuánto tarda un agujero negro en generar jets. Tiene mucha actividad, por ejemplo, el agujero negro de Nuestro centro galáctico. Sabemos o tenemos fuerte evidencia de que hubo actividad muy fuerte en él y ahora está silente. Entonces, para entender las cadencias temporales en las que esto se da, que sabemos que es del orden de los millones de años, entender un…