Observan un extraño fenómeno alrededor de un agujero negro

Ilustración artística del agujero negro de la galaxia NGC 1365 acretando materia. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Científicos han usado a NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), un telescopio orbital de rayos X de la NASA, para capturar un evento raro y extremo en las regiones que rodean un agujero negro supermasivo. Una fuente compacta de rayos X que se encuentra cerca del agujero negro, llamada “corona”, se ha movido más cerca del agujero en un periodo de solo unos días.

“La corona se desplazó hacia el agujero negro, con el resultado de que la intensa gravedad del agujero negro tiró toda la luz hacia su disco circundante, donde el material cae en espiral hacia el interior”, dijo Michael Parker del Instituto de Astronomía en Cambridge, autor principal del nuevo estudio.

Cuando la corona se movió más cerca del agujero negro, su campo gravitatorio ejerció un tirón más fuerte sobre los rayos X emitidos por la corona. El resultado fue la distorsión y estiramiento extremo de la luz en rayos X. Tales eventos habían sido observados anteriormente, pero nunca en este grado y con tanto detalle.

Se cree que hay agujeros negros supermasivos en el centro de cada galaxia. Algunos son más masivos y rotan más rápido que otros. El agujero negro de este nuevo estudio, que se conoce como Markarian 335 (o Mrk 335), se encuentra a aproximadamente 324 millones de años-luz de la Tierra en la constelación de Pegaso. Es uno de los sistemas más extremos de los que se ha medido la masa y la velocidad de rotación. El agujero negro contiene unas 10 millones de veces la masa del Sol en una región de solo 30 veces el diámetro solar, y gira tan rápidamente que el espacio y el tiempo son distorsionados a su alrededor.

Incluso aunque parte de la luz cae en un agujero negro supermasivo para nunca volver a verse, otra luz de alta energía emana tanto de la corona como del disco de acreción del material supercalentado. Aunque los astrónomos no están seguros de la forma y temperatura de las coronas, saben que contienen partículas que se mueven a una velocidad cercana a la de la luz.

El satélite Swift de la NASA ha monitoreado a Mrk 335 durante años, y recientemente notó un cambio dramático en su brillo en rayos X. Se ordenó a NuSTAR observar los rayos X de alta energía de esta fuente en un rango de energía que permite a los astrónomos observar con detalle lo que ocurre cerca del horizonte de sucesos; la región alrededor de un agujero negro a partir de donde la luz ya no puede escapar de la fuerza de gravedad.

Las observaciones de seguimiento indican que la corona sigue en esta ubicación cercana, meses después del desplazamiento. Los investigadores no saben si la corona volverá a su ubicación anterior.

Los nuevos datos podrían, en última instancia, ayudar a aprender más acerca de la misteriosa naturaleza de las coronas de los agujeros negros. Además, las observaciones han proporcionado mejores mediciones de la velocidad de rotación de Mrk 335, que es cercana a la velocidad de la luz.

“Todavía no comprendemos exactamente cómo es producida la corona o por qué cambia su forma, pero la vemos iluminando el material alrededor del agujero negro, permitiéndonos estudiar regiones tan cercanas que los efectos descritos por la teoría de relatividad general de Einstein se vuelven importantes”, dijo la investigadora principal de NuSTAR Fiona Harrison, del Instituto de Tecnología de California en Pasadena.

La investigación “Black hole spin and size of the X-ray-emitting region(s) in the Seyfert 1.5 galaxy ESO 362−G18” será publicada en la edición de octubre de la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fuente: RAS