Estalla por sorpresa un agujero negro a 800 millones de años luz
Un agujero negro hasta ahora tranquilo, situado en
el centro de una galaxia a unos 800 millones de años luz de distancia, ha
entrado en erupción repentinamente, emitiendo penachos de gas cada 8,5 días
antes de volver a su estado normal.
Este "hipo periódico" es un comportamiento
nuevo que no se había observado hasta ahora en agujeros negros, según los
investigadores, que creen que la explicación más probable se deba a un segundo
agujero negro más pequeño que gira alrededor del central, impactando
repetidamente su disco de gas.
Esto provocaría la expulsión de material del disco
de gas del agujero negro más grande cada 8,5 días.
Los hallazgos de esta "pareja de baile" se
publican en la revista Science Advances y cuestionan la imagen convencional de
los discos de acreción -estructura giratoria de materia alrededor del agujero
negro-, que se había asumido como discos relativamente uniformes de gas.
Según los resultados, su contenido puede ser más
variado, posiblemente incluyendo otros agujeros negros e, incluso, estrellas
enteras, señala un comunicado del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT),
que participa en la investigación junto a centros de la República Checa, Italia
o Gran Bretaña.
Los hallazgos surgieron de una detección
automatizada realizada por ASAS-SN, una red de 20 telescopios robóticos
situados en diversos lugares de los hemisferios norte y sur, que vigila el
cielo una vez al día en busca de señales de supernovas y otros fenómenos
transitorios.
En diciembre de 2020, detectaron un estallido de luz
en una galaxia situada a unos 800 millones de años luz, en una parte del cielo
que había estado relativamente tranquila y oscura hasta entonces.
Los investigadores decidieron entonces enfocar la
explosión con el Nicer de la NASA, un telescopio a bordo de la Estación
Espacial Internacional que vigila continuamente el cielo en busca de estallidos
de rayos X que puedan indicar actividad de estrellas de neutrones, agujeros
negros y otros fenómenos gravitatorios extremos.
Este duró unos cuatro meses antes de apagarse y
durante ese tiempo el Nicer realizó mediciones diarias de las emisiones de
rayos X de la galaxia. Al examinar los datos, el equipo observó una curiosa
pauta: sutiles caídas, en una banda muy estrecha de rayos X, que parecían
reaparecer cada 8,5 días.
Mientras el equipo del MIT buscaba una explicación,
uno de sus científicos, Dheeraj R. Pasham, se topó con un artículo de unos
físicos teóricos de la República Checa, quienes habían deducido que, en teoría,
sería posible que un agujero negro supermasivo central de una galaxia albergara
un segundo agujero mucho más pequeño.
Ese más pequeño podría orbitar en ángulo respecto al
disco de acreción de su compañero mayor y mientras lo hace impactaría
periódicamente el disco del agujero negro primario; en el proceso se liberaría
una columna de gas.
Potentes campos magnéticos, al norte y al sur del
agujero negro, podrían lanzar el penacho hacia arriba y fuera del disco. Cada
vez que el agujero negro más pequeño "golpeara" el disco, expulsaría
otra columna, siguiendo un patrón regular y periódico.
Al leer el artículo, Pasham se puso en contacto con
el equipo checo para comprobarlo juntos: el estallido observado era
probablemente la señal de un segundo agujero negro más pequeño, en órbita
alrededor de uno supermasivo central, que impactaba periódicamente su disco.
Los científicos sospechan, además, que un tercer
objeto -probablemente una estrella cercana- se aproximó demasiado al sistema y
fue despedazado por la inmensa gravedad del agujero negro supermasivo, un
suceso que se llama "disrupción de marea".
La repentina afluencia de material estelar iluminó
momentáneamente el disco de acreción del agujero negro mientras los restos de
la estrella se arremolinaban en su interior.
Durante cuatro meses, el agujero negro se dio
"un festín" con los restos estelares mientras el segundo agujero
negro seguía orbitando. Al atravesar el disco, expulsó un penacho mucho mayor
de lo normal, que salió despedido en línea recta hacia el telescopio Nicer.
Tras numerosas simulaciones, la explicación más
probable es un nuevo tipo de sistema "David-Goliat": un diminuto
agujero negro de masa intermedia que gira alrededor de uno supermasivo.
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