Hay un pequeño y brillante Magnetar Photobombing El agujero negro supermasivo de nuestra galaxia

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Hay un magnetar brillante que está bombardeando el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, frustrando los esfuerzos de los astrónomos para estudiar el agujero negro, llamado Sagitario A *, utilizando telescopios de rayos X.

SagA * es el agujero negro supermasivo conocido más cercano a la Tierra. Y aunque es mucho más pequeño, más silencioso y más tenue que el agujero negro recientemente fotografiado en el centro de la galaxia Messier 87, todavía representa una de las mejores oportunidades que tienen los astrónomos para comprender cómo se comportan los agujeros negros e interactúan con sus entornos circundantes. Pero en 2013, una magnetar, una estrella ultradensa (también llamada estrella de neutrones) envuelta en poderosos campos magnéticos, entre SagA * y la Tierra se iluminó, y desde entonces ha estado jugando con los esfuerzos para observar el agujero negro con telescopios de rayos X .

"Pensamos en esto como tal vez una ruptura de la superficie de la estrella de neutrones, o algún evento realmente violento en la estrella de neutrones que hace que se vuelva muy, muy brillante y luego se desvanezca lentamente con el tiempo", dijo Daryl Haggard, físico de la Universidad McGill. en Montreal que estudia SagA * y el centro galáctico.

Los magnetares son pequeños objetos, parte de una clase de estrellas a menudo comparables en tamaño a la isla de Manhattan. Antes de que la pequeña estrella se iluminara, no daba ninguna señal de que estuviera allí.

En 2013, eso cambió. En ese momento, Haggard era parte de un equipo que observaba SagA * utilizando datos del telescopio de rayos X para ver cómo interactuaría el agujero negro con G2, un objeto grande y gaseoso que debía pasar muy cerca del agujero negro. Los agujeros negros no emiten luz, pero el gas caliente que orbita a las afueras de sus horizontes de eventos sí lo hace. La nube circundante de SagA * generalmente brilla solo débilmente, pero los investigadores esperaban que a medida que G2 se estrellara a través de ella, el resultado serían algunos rayos de rayos X interesantes.

Luego, el 24 de abril de 2013, una cascada de datos sorprendentes comenzó a llegar desde sus telescopios. El primer telescopio que notó el cambio repentino fue Swift, un telescopio orbital de la NASA.

"Estábamos viendo el agujero negro supermasivo, tratando de captar un poco de una firma en las longitudes de onda de rayos X de esta interacción, y luego BANG, el magnetar se fue", dijo a Live Science, aplaudiendo para enfatizar. .

Hubo un destello brillante de luz de rayos X. Al principio, los astrónomos pensaron que estaban viendo un comportamiento nuevo y sin precedentes del agujero negro, posiblemente una llamarada masiva, dijo Haggard. La mayoría de los observatorios de rayos X no tienen la resolución para distinguir entre dos objetos, especialmente con el magnetar que brilla intensamente.

Los dos objetos están bastante separados en el espacio físico, alrededor de 2 billones de millas (3,2 billones de kilómetros), o un tercio de un año luz. Los telescopios ven regularmente otras estrellas más cercanas alrededor del agujero negro como objetos distintos. Pero resulta que SagA * y el magnetar (llamado SGR 1745-2900) tienen un ángulo tal que desde la perspectiva de la Tierra están casi uno encima del otro, a solo 2.4 segundos de arco de distancia en el cielo. (Todo el cielo tiene 1,296,000 segundos de arco).

La mayoría de los observatorios de rayos X los ven como un objeto único, dijo Haggard.

Una imagen del observatorio de rayos X Swift muestra que las dos fuentes de rayos X parecen un solo objeto. (Crédito de la imagen: NASA)

"Inicialmente, la gran emoción fue, '¡Santa vaca, SagA * se volvió loca!' Hubiera sido la llamarada más brillante que jamás hayamos visto desde el agujero negro supermasivo ", dijo, refiriéndose a la llamarada de la luz de rayos X.

Pero el 26 de abril de 2013, NuSTAR, otro telescopio orbital de rayos X orbital de la NASA, captó algo divertido en la llamarada brillante: una especie de tic-tac, pulso a la luz, con picos cada 3.76 segundos. Ese no es el tipo de comportamiento que esperarían de las nubes de gas alrededor de un agujero negro, incluso en su estado más excitado, dijo Haggard.

Tres días después, el 29 de abril, el Observatorio de Rayos X Chandra, el telescopio más nítido de su tipo en el espacio, resolvió la imagen lo suficientemente bien como para ver que en realidad había dos fuentes de rayos X: la nueva luz brillante y parpadeante, y el brillo comparativamente más tenue del gas alrededor de una SagA * inactiva.

Un primer plano de Chandra (derecha) muestra que cuando SagA * estuvo inactivo en 2013, apenas era visible como algunos fotones adicionales en el lado superior derecho del magnetar. Cuando el agujero negro se ensanchó, como lo hace periódicamente, era más visible (izquierda). (Crédito de la imagen: Observatorio de rayos X Chandra)

Como informó un equipo de observadores en The Astrophysical Journal en mayo de ese año, ese pulso era característico de un punto brillante en una estrella que gira rápidamente apuntando hacia y lejos de la Tierra como un faro acelerado. Los astrofísicos se dieron cuenta de que estaban viendo un magnetar.

"Dependiendo de su perspectiva, fue un dolor completo o un descubrimiento completamente nuevo y sorprendente", dijo Haggard.

Con el tiempo, el brillo del magnetar se ha desvanecido, aunque más lentamente de lo normal. En estos días, dijo Haggard, el brillo de los rayos X es casi igual al brillo del gas caliente circundante del agujero negro, lo que le permite a Chandra distinguirlos más fácilmente. Aún así, dijo, se parecen un poco a los dos faros de un automóvil que están tan lejos que han comenzado a fundirse en uno. No es fácil ni siquiera para Chandra saber qué fotones de rayos X provienen del gas caliente alrededor del agujero negro y cuáles del magnetar.

Una imagen de 2014 muestra cómo el magnetar de atenuación lenta está permitiendo que SagA * vuelva a asomarse. (Crédito de la imagen: Observatorio de rayos X Chandra)

Para los observadores del centro galáctico, dijo Haggard, este tipo de problema es típico. Hay una nube tan densa y brillante de material caliente en el área, dijo, que cualquier observación requiere separar cuidadosamente los buenos datos de la basura. El magnetar se ha convertido en una frustración más para los observadores de SagA *.

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