Telescopio especializado de rayos X revela los secretos del agujero negro gigante

Se han revelado los primeros resultados científicos del telescopio XRISM (acrónimo de “X-Ray Imaging and Spectroscope Mission”). El observatorio, operado por la Agencia Espacial Europea (ESA) y JAXA, la agencia espacial japonesa, ha revelado los secretos de la estructura, el movimiento y la temperatura del material alrededor de un agujero negro supermasivo.

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El agujero negro en cuestión se encuentra en el corazón de la galaxia NGC 4151, a 62 millones de años luz de nosotros. Los científicos decidieron apuntar XRISM allí para investigar cómo el gigante cósmico, 30 millones de veces más masivo que el Sol, se alimenta de materia.

Con XRISM, los astrónomos pudieron monitorear el plasma que rodeaba el agujero negro a sólo 0,1 años luz de distancia; Poco a poco, el material se acercó y se alejó 0,001 años luz, una distancia comparable a la que hay entre el Sol y Urano, y luego fue devorado.

A través de firmas de rayos X provenientes de átomos de hierro, los astrónomos pudieron identificar algunas estructuras alrededor del agujero negro. Entre ellos se encuentran el disco de acreción, que lo alimenta de materia, y una estructura de gas y polvo en forma de rosquilla en forma de toro.

Estas estructuras ya han sido observadas por otros instrumentos en luz infrarroja y ondas de radio. Lo que cambia con XRISM es que sus instrumentos permitieron a los científicos determinar cómo toma forma el plasma (gas sobrecalentado) alrededor del agujero negro, así como su movimiento.

De hecho, el plasma no es exclusivo de los agujeros negros: también ocurre en las supernovas, las colosales explosiones de estrellas masivas que han llegado al final de sus ciclos. Por ello, XRISM también observó los restos de la supernova N132D, encontrada a 160 mil años luz de la Tierra en la Gran Nube de Magallanes.

Este remanente de supernova está formado por una burbuja de plasma disparada por una estrella masiva que colapsó hace unos 3.000 años; debido a la distancia, su luz tardó 160.000 años en llegar hasta nosotros. Hasta entonces, los científicos creían que los restos de supernova se propagaban por el espacio en forma de una estructura de plasma esférica.

Sin embargo, los datos de XRISM sugieren que este no es el caso: de hecho, los restos de la explosión parecen expandirse en forma de rosquilla. Además, el telescopio reveló que el material se mueve a 4,1 millones de kilómetros por hora, casi 2.000 veces más rápido que un avión F-16.

Las características extremas de este remanente no terminaron ahí. Los científicos descubrieron que la temperatura allí alcanza los 10 mil millones de grados Celsius; en comparación, ¡nuestro Sol alcanza “sólo” 15 millones de grados Celsius! Además de ser impresionantes, estas observaciones pueden ayudar a los científicos a comprender cómo los elementos formados en el corazón de las estrellas se distribuyen por todo el universo cuando explotan.

XRISM se lanzó en 2023 y ya ha recibido más de 300 propuestas de estudio y, hasta el momento, 104 de ellas han sido aprobadas. «Gracias a su rendimiento excepcional en órbita, que supera las expectativas iniciales, promete muchos más descubrimientos interesantes», afirmó la ESA.

Se han publicado artículos que describen los hallazgos en el repositorio. arXiv.

Fuente: ESA, arXiv (1, 2)