El giro de un agujero negro supermasivo se mide por primera vez con una estrella destruida
Los eventos de perturbación de marea (TDE) son liberaciones brillantes de energía causadas por un agujero negro supermasivo tomando un refrigerio. El bocadillo en cuestión suele ser una estrella que se acercó tanto que fue destrozada. Parte del bocadillo se desecha, pero el resto del plasma estelar forma un disco de acreción caliente alrededor del agujero negro. Este disco se tambalea, y los astrónomos ahora han descubierto cómo utilizar esa oscilación para medir el giro de los agujeros negros.
El TDE en cuestión se denomina AT2020ocn. Los investigadores se dieron cuenta de que su emisión de rayos X parecía tener un pico de luminosidad cada 15 días, repitiéndose varias veces. Se cree que esto se debe a que la rotación del disco interactúa con la rotación del agujero negro. La gravedad de un agujero negro supermasivo es tal que deforma enormemente el espacio-tiempo circundante y, al girar, arrastra consigo el espacio-tiempo.
El fenómeno se conoce como precesión Lense-Thirring, aunque normalmente no se puede ver. Los agujeros negros no emiten luz, por lo que la precesión permanece invisible. Es decir, a menos que de repente tengas algo que brille, como los restos de una estrella recientemente fallecida. Armados con ese respaldo teórico y estimaciones de la masa del agujero negro supermasivo y de su estrella, descubrieron que el giro del agujero negro es menos de un cuarto de la velocidad de la luz.
Los destellos de rayos X se vieron durante 130 días de los 200 que se observó el objeto. Después, el disco se agotó. Las observaciones fueron realizadas por el telescopio NICER. El acrónimo significa Neutron star Interior Composition ExploreR y es un telescopio de rayos X adjunto a la Estación Espacial Internacional.
“La clave fue detectar esto desde el principio porque esta precesión, o oscilación, sólo debería estar presente desde el principio. Más tarde, el disco ya no se tambalearía más”, dijo en un comunicado el autor principal, Dheeraj “DJ” Pasham, del Instituto de Tecnología de Massachusetts.
Vista esquemática que muestra el procesamiento de un agujero negro supermasivo que produce destellos de luz.
Imagen cortesía de los investigadores.
La importancia de comprender el giro de los agujeros negros supermasivos se debe a que proporcionará información sobre el crecimiento de estos objetos. Si los agujeros negros supermasivos crecen principalmente por acreción, el giro aumentará gracias a la pequeña contribución de masa que cae sobre ellos. Pero las colisiones entre agujeros negros reducirían el giro, ya que sería el producto resultante del giro de dos agujeros negros diferentes que probablemente no estén alineados.
Esta primera medición demostró que es posible calcular el giro de un agujero negro utilizando un TDE, y los telescopios actuales y futuros pueden acumular una población de objetos. A partir de estas futuras observaciones se podrá vislumbrar una idea general de la historia y evolución de los agujeros negros supermasivos.
«Los agujeros negros son objetos fascinantes y los flujos de material que vemos caer sobre ellos pueden generar algunos de los eventos más luminosos del universo», añadió el coautor del estudio Chris Nixon, profesor asociado de física teórica en la Universidad de Leeds en un declaración enviada a IFLScience: «Si bien hay muchas cosas que todavía no entendemos, hay increíbles instalaciones de observación que siguen sorprendiéndonos y generando nuevas vías para explorar».
Un artículo que describe los resultados se publica en la revista Nature.
