Visión artística del flujo interno de acreción y un chorro de un agujero negro supermasivo durante el período de alimentación activa (por ejemplo, de una estrella recientemente explotada)
El 11 de noviembre de 2014, la red mundial de telescopios recibió señales desde una distancia de 300 millones de años luz. El evento fue una explosión de energía electromagnética que ocurrió cuando un agujero negro hace estallar una estrella que se aproxima. El estudio permitió aprender más sobre cómo los agujeros negros absorben la materia y regulan el crecimiento galáctico.
Recientemente, investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts y de la Universidad Johns Hopkins identificaron señales de radio de un evento que está estrechamente relacionado con las emisiones de rayos X del mismo brote hace 13 días. Creen que estas emisiones de radio (90% similares a los rayos X) no sobresalen por casualidad. Lo más probable es que estemos frente a un chorro gigante de partículas de alta energía que fluyen de un agujero negro que absorbe material estelar.
Los modelos muestran que la velocidad de alimentación del agujero negro controla la fuerza del chorro que se está creando. Si el agujero está lleno, el chorro será potente y viceversa. Este es un punto importante, ya que primero grabamos una corriente en chorro controlada por el poder de un agujero negro supermasivo.
Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que los chorros de agujeros negros son alimentados por la tasa de acreción, pero nadie pudo observar esta conexión en un solo evento. Esto es posible solo si el agujero negro está en calma y aparece una estrella junto a él, lo que dará una gran cantidad de combustible, lo que desencadenará la activación.
Discusión
Basados en modelos teóricos de la evolución de los agujeros negros y las observaciones de galaxias distantes, los investigadores entienden lo que sucede durante un evento de destrucción de marea: cuando una estrella se acerca a un agujero negro, la atracción gravitatoria de este último crea fuerzas de marea.
Pero la gravedad de un agujero negro es tan poderosa que puede destruir una estrella al estirarla y aplanarla. Como resultado, la estrella se convierte en lluvia debido a los residuos que caen sobre el disco de acreción.
Todo este proceso crea enormes colosales de energía a lo largo del espectro EM, que se pueden observar en los polos óptico, UV y de rayos X. La fuente de rayos X se considera material ultrafrío en las áreas más internas del disco de acreción. Los rayos ópticos y UV aparecen del material que queda en el disco, que se dibuja en un agujero negro.
Los investigadores sabían que las ondas de radio se generan a partir de electrones extremadamente energéticos. Pero la controversia continuó sobre de dónde provienen estos tipos de electrones. Algunos creen que en el momento posterior a la explosión estelar, la onda de choque se propaga hacia el exterior y activa las partículas de plasma en el ambiente. En este escenario, la imagen de las ondas de radio emitidas será radicalmente diferente de los rayos X. Resulta que el hallazgo desafía el paradigma.
Un patrón en movimiento
Los científicos observaron el brote de 2014, registrado por la red de telescopios de ASASSN. El evento se llamó ASASSN-14li y se monitorearon los datos de radio durante 180 días. Lograron encontrar un claro parecido con los patrones que se observaron anteriormente en la información de rayos X del mismo evento. Por otra parte, la similitud alcanzó el 90%. Las mismas fluctuaciones en el espectro de rayos X aparecieron después de 13 días en la banda de radio. Se cree que el único método de unión es el proceso físico. El análisis también mostró que el tamaño del área de emisión de rayos X es 25 veces más grande que la solar, y el área de emisión de radio es 400000 veces más grande que el radio solar. Dicha discrepancia indica la presencia de una conexión causal entre un área pequeña con rayos X y una grande con ondas de radio.
El equipo cree que las ondas de radio fueron creadas por un chorro de partículas de alta energía que comenzaron a salir del agujero negro poco después de que se activó la absorción del material estelar. Debido a la densidad de la región del chorro, la mayoría de las ondas de radio son absorbidas inmediatamente por otros electrones.
Solo cuando los electrones se movieron corriente abajo del chorro, los investigadores capturaron esta señal. Como resultado, resulta que la fuerza del chorro debe ser controlada por la tasa de acreción (la velocidad con la que el agujero negro absorbe los restos de estrellas).
Los resultados ayudarán a comprender mejor la física del comportamiento de los chorros, lo que afectará la comprensión de la evolución galáctica.
