Ciencia

La enana blanca se niega a ser devorada por un agujero negro supermasivo

Los agujeros negros supermasivos no son quisquillosos con la comida. Se encuentran plácidamente en el centro de las galaxias, pero si el material se acerca demasiado, se atiborrarán vorazmente de él. Las estrellas también han sido perturbadas y devoradas cuando se acercaban demasiado. Ahora, los investigadores informan que han atrapado un agujero negro supermasivo en el acto de comerse una enana blanca, la última etapa de la evolución de estrellas como nuestro Sol, pero la enana blanca no se rinde sin luchar.

Los astrónomos han seguido de cerca el agujero negro supermasivo 1ES 1927+654 desde 2011. Esta atención dio sus frutos cuando el gigantesco objeto cambió dramáticamente en 2018: la corona de rayos X que rodeaba el agujero negro desapareció por completo, pero sucedieron cosas más extrañas. aún por venir.

En 2021, la corona y la emisión habitual parecían haberse restablecido, solo para que XMM-Newton detectara extrañas fluctuaciones de rayos X en 2022. Con períodos que oscilaban entre 400 y 1.000 segundos, la emisión de rayos X aumentaba y disminuía aproximadamente un 10 por ciento. Se conocen como oscilaciones cuasi periódicas y son muy difíciles de ver en los agujeros negros supermasivos.

«Esta fue nuestra primera indicación de que algo extraño estaba sucediendo», dijo en un comunicado la autora principal Megan Masterson, investigadora graduada del Instituto de Tecnología de Massachusetts.

La mejor explicación para estas oscilaciones es la presencia de un objeto en el disco de acreción que rodea al agujero negro. El material del disco y el enorme objeto estaban condenados a ser tragados. A medida que el objeto se acercaba cada vez más al agujero negro, la frecuencia de las oscilaciones aumentaba.

Según los cálculos, el objeto probable era una enana blanca de aproximadamente el 10 por ciento de la masa del Sol. Se movía aproximadamente a un tercio de la velocidad de la luz, completando una órbita de 100 millones de kilómetros (61 millones de millas) en sólo 18 minutos, en los primeros días.

Las enanas blancas son densas y los agujeros negros supermasivos son aún más densos. Su interacción libera energía en forma de ondas gravitacionales, que eventualmente obligarían a la enana blanca a entrar en curso de colisión con el agujero negro. Gracias a los cambios de oscilación, el equipo pudo estimar cuándo estaba condenada a ser devorada la enana blanca: el 4 de enero de 2024.

«Nunca antes en mi carrera había podido hacer una predicción con tanta precisión», añadió Erin Kara, del Instituto Tecnológico de Massachusetts y supervisora ​​del doctorado de Megan.

Alguien debe haber olvidado decírselo a la enana blanca, porque en marzo de 2024 todavía estaba orbitando el agujero negro, ahora incluso más rápido, completando una órbita en solo 7 minutos. La densidad de la enana blanca podría darle una ventaja, ya que no es fácilmente perturbada por un agujero negro que pesa alrededor de un millón de veces la masa del Sol.

Aún así, las observaciones de rayos X del año pasado no tienen sentido. Todo el sistema cuestiona lo que creemos que está sucediendo alrededor del agujero negro, lo que significa que nos faltan algunas piezas. Puede haber diferentes configuraciones, por lo que las ondas gravitacionales emitidas no son las estimadas por el equipo. O tal vez no todas las oscilaciones de los rayos X se deban al objeto masivo.

La buena noticia es que existe una manera de probar la hipótesis correcta. La mala noticia es que tendremos que esperar hasta que se lance la misión LISA dentro de una década. Este será un observatorio de ondas gravitacionales basado en el espacio y el equipo confía en que las ondas gravitacionales emitidas por este sistema están en el rango de frecuencia correcto para LISA.

«Lo único que he aprendido con esta fuente es que nunca debemos dejar de mirarla porque probablemente nos enseñará algo nuevo», dijo Masterson a MIT News. «El siguiente paso es simplemente mantener los ojos abiertos».

El artículo ha sido aceptado en la revista Nature y se puede encontrar en el repositorio de preimpresiones arXiv. La investigación fue presentada en la 245ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense.

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