Los astrónomos han visto un silencioso agujero negro supermasivo en una galaxia distante emitir chorros de gas ultracaliente, marcando la primera vez que un agujero negro se «enciende» durante la vida humana.
Las observaciones también insinúan una estrella invisible que podría estar al borde de esta situación. agujero negropero resistiendo notablemente a ser arrastrado al abismo. Según los investigadores, el estudio de esta estrella que desafía la fatalidad podría proporcionar información largamente buscada sobre las elusivas interacciones entre los gigantes cósmicos y el material de los discos de gas circundantes que influyen en su comportamiento alimentario.
Este agujero negro supermasivo en particular, que pesa el equivalente a 1,4 millones de soles y se esconde en el corazón de la galaxia 1ES 1927+654, a unos 270 millones de años luz de la Tierra, ha mantenido a los astrónomos enganchados durante los últimos años debido a su peculiar comportamiento. Después de un largo período de inactividad desde un misterioso brote en 2018comenzó a emitir rayos X de manera constante a partir de finales de 2022, lo que indicó a los astrónomos que se estaba produciendo otro evento poderoso pero inexplicable.
De hecho, poco después, las emisiones de radio de la galaxia, que habían sido básicamente inexistentes, «de repente aumentaron muy rápido, tan rápido que casi resultaba sospechoso». Eileen Meyerdijo el lunes (13 de enero) durante una conferencia de prensa de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS), profesor asociado de física en la Universidad de Maryland, condado de Baltimore, quien dirigió las observaciones de radio.
«Esto no tiene precedentes: nunca hemos estado observando un agujero negro y lo hemos visto pasar de estar en silencio a ser repentinamente muy ruidoso», añadió. «Fue un momento muy afortunado».
Imágenes de una red de radiotelescopios en todo Estados Unidos revelaron que chorros nunca antes vistos se habían «encendido», lanzando burbujas calientes de plasma desde ambos lados del agujero negro a aproximadamente un tercio de la temperatura. velocidad de la luz. Si bien no está claro qué desencadenó los chorros recién nacidos, Meyer y sus colegas sospechan que el estallido de 2018, que a su vez puede haberse debido a que el agujero negro devoró una estrella cercana, probablemente jugó un papel clave al contribuir con el material necesario para la formación de chorros.
Si eso es cierto, los investigadores postulan que los chorros arderán durante unos 1.000 años en el material de la estrella ingerida antes de apagarse. Estos hallazgos se describen en un papel publicado el lunes (13 de enero) en The Astrophysical Journal Letters.
Historias no contadas
Los astrónomos han estado desconcertados sobre el comportamiento de este agujero negro desde 2018, cuando comenzó a arrojar rayos X tan intensos que las bolsas de gas ultracaliente encima y debajo de su disco de acreción, conocidas como coronas de agujeros negros, se iluminaron hasta 100 veces en tan solo ocho horas. — una señal reveladora de que la bestia cósmica se estaba alimentando activamente de material del disco de acreción. Por razones que aún no están claras, la radiación aumentada desapareció dramáticamente poco después, pero comenzó a recuperarse casi de inmediato, y finalmente brilló 20 veces más que antes.
Estos cambios bruscos de radiación no tenían precedentes y al principio hicieron que los astrónomos dudaran de la exactitud de los datos. Sin embargo, «cuando vimos que era real, fue muy emocionante», afirma el astrofísico Claudio Ricciprofesor asistente de la Universidad Diego Portales de Chile, dijo en un declaración En el momento. «Pero tampoco teníamos idea de a qué nos estábamos enfrentando; nadie con quien hablamos había visto algo como esto».
Una pieza crítica del rompecabezas llegó en 2022, cuando el brillo de las emisiones de rayos X, que hasta entonces había fluctuado aleatoriamente, comenzó a aumentar y disminuir cada 18 minutos. Los datos de los telescopios espaciales NICER y XMM-Newton mostraron que la frecuencia siguió aumentando hasta llegar a cada siete minutos, nivel en el que se mantiene desde el año pasado.
Según los investigadores, es crucial precisar la razón de esta estabilidad continua, ya que podría determinar si los propios chorros se están balanceando; en cuyo caso, sin embargo, no hay una explicación obvia de por qué sus oscilaciones cambiarían con el tiempo para terminar en niveles tan altos. frecuencia.
El escenario más probable, que los científicos entienden mejor en términos de la física involucrada, es que un compañero en órbita, que permanece muy cerca del agujero negro, se resiste extraordinariamente a ser consumido.
Un compañero escondido
La ubicación y la frecuencia de las señales de rayos X sugieren que cualquier compañero en órbita debe estar a sólo unos pocos millones de millas del horizonte de sucesos del gigante, que es el límite más allá del cual nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Un pequeño agujero negro se sumergiría directamente en el agujero negro supermasivo, y cualquier estrella normal sería rápidamente destrozada por la abrumadora atracción gravitacional del gigante.
En cambio, sólo una enana blanca, el denso cadáver de una estrella similar al Sol, cumple los requisitos, según Megan Mastersoncandidato a doctorado en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT y coautor de un artículo próximo artículo explorando este escenario. La enana blanca sería difícil de destruir gracias a su tamaño extremadamente compacto y podría haber existido ya en el disco de acreción antes de acercarse al agujero negro, lo que podría explicar la creciente frecuencia de las señales de rayos X observadas por los investigadores.
Ahora, flotando en el borde interior del disco de acreción del agujero negro, este remanente estelar podría arrojar ocasionalmente algo de su material, lo que efectivamente «le dará un poco de energía extra para mantenerse fuera del horizonte de sucesos del agujero negro», dijo Masterson. durante la rueda de prensa de la AAS.
Si una enana blanca es la raíz del desconcertante comportamiento del agujero negro, el sistema debería estar emitiendo ondas gravitacionales: débiles ondas en el tejido del espacio-tiempo que atraviesan el espacio a la velocidad de la luz. Las frecuencias de esas ondas están en el «punto óptimo» para ser detectadas por la próxima Antena Espacial de Interferómetro Láser, o LISSAun gigantesco detector de ondas gravitacionales basado en el espacio que se pondrá en órbita en 2035.
Las estimaciones aproximadas de cuánta masa está perdiendo la enana blanca sugieren que «debería poder permanecer allí durante bastante tiempo», dijo Masterson. «¿Pero quién sabe? Una de las cosas que he aprendido con esta fuente es que nunca sabemos realmente qué va a pasar a continuación».
