Recientemente se descubrió un agujero negro supermasivo engullendo una estrella, y la corriente de partículas que escupió el agujero negro podría revelar un principio secreto que rige cómo crecen las galaxias.
La fiesta del agujero negro se detectó por primera vez el 11 de noviembre de 2014, mediante rayos X y radiotelescopios en todo el mundo. Las señales, que provenían de 300 millones de años luz de distancia de la Tierra, capturaron los últimos momentos brutales de una estrella, conocida como una llamarada de interrupción de marea. Esta explosión de energía electromagnética ocurre cuando la inmensa atracción gravitacional de un agujero negro desgarra una estrella que pasa.
"El agujero negro primero destruye la estrella. Hace una sopa", dijo Dheeraj Pasham, investigador postdoctoral en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del Instituto Tecnológico de Massachusetts, y autor principal de un artículo publicado esta semana. en el Astrophysical Journal. "Cuando esto sucede, vemos un repentino destello de radiación en el cielo. La sopa cae gradualmente en el agujero negro, y así es como se alimenta el agujero negro".
Pero había una cosa desconcertante acerca de la señal: si bien el patrón en las señales de rayos X era casi idéntico al de las señales de radio asociadas con el evento, la señal de radio reflejaba lo que había sucedido en la señal de rayos X 13 días antes. Es decir, cuando la señal de rayos X se volvió más brillante, la señal de radio reflejaría este aumento de brillo casi dos semanas después.
Eso llevó a los astrónomos a postular que la fuente de la señal de rayos X debe ser la materia atraída y energizada por el agujero negro, mientras que las ondas de radio provienen de una corriente de material altamente energizado que escapa del agujero negro, llamado chorro relativista.
Anteriormente, los científicos pensaban que las ondas de radio provenían de la explosión de la estrella cuando fue golpeada por las mareas del agujero negro. Según esta hipótesis, la explosión energiza las partículas de plasma en el espacio circundante, y estas partículas energizadas luego emiten ondas de radio. Sin embargo, si ese fuera el caso, no habría relación entre las ondas de radio y los rayos X generados por el material que cae en el agujero negro, dijeron los investigadores.
"Argumentamos que este acoplamiento entre la radio y la radiación de rayos X nos dice que la radio debe provenir del chorro y que el chorro está regulado por la acumulación" o el crecimiento del agujero negro, dijo Pasham a Live Science. "Los datos indican claramente que todo lo que cae en el agujero negro impulsa el chorro".
A medida que el agujero negro devora más de la "sopa de estrellas", el chorro que escapa del agujero negro se fortalece. Este estudio marca la primera vez que los astrónomos han detectado tal correlación en un objeto, dijeron los investigadores.
"Esto nos dice que la tasa de alimentación del agujero negro está controlando la fuerza del chorro que produce", dijo Pasham en un comunicado. "Un agujero negro bien alimentado produce un chorro fuerte, mientras que un agujero negro desnutrido produce un chorro débil o ningún chorro".
Crecimiento de la galaxia
Pasham dijo que si las futuras observaciones muestran un patrón similar, los científicos podrían comenzar a comprender los orígenes de los misteriosos aviones. Estos chorros salen de los agujeros negros a casi la velocidad de la luz, y algunos astrónomos creen que los chorros podrían ser la fuente de los rayos cósmicos galácticos, las corrientes de partículas de alta energía que atraviesan el espacio a través de grandes distancias.
"Cómo los chorros son lanzados por los agujeros negros, eso es un gran misterio en astrofísica", dijo Pasham.
Más allá de eso, si una relación simple vincula la tasa de acreción, o la tasa a la que un agujero negro engulle masa, con el tamaño del chorro relativista del agujero negro, esa relación podría afectar la forma en que crecen las galaxias, dijeron los investigadores en un comunicado. Esto se debe a que las galaxias crecen cuando se forman nuevas estrellas, pero la formación de estrellas requiere temperaturas frías. Mientras tanto, los chorros de agujeros negros calientan el entorno que los rodea, lo que podría hacer que sea demasiado caliente temporalmente para formar nuevas estrellas. El conocimiento del tamaño de los chorros de agujeros negros podría usarse para predecir las tasas de crecimiento de galaxias, dijeron los investigadores.
"Si la velocidad a la que se alimenta el agujero negro es proporcional a la velocidad a la que bombea energía, y si eso realmente funciona para cada agujero negro, es una receta simple que puede usar en simulaciones de evolución de galaxias", dijo Pasham en la declaración. "Entonces, esto está insinuando una imagen más grande".
