Hace unos 3.900 millones de años en el corazón de una galaxia distante, el intenso tirón de las mareas de un monstruo agujero negro destrozó una estrella que pasó demasiado cerca. Cuando los rayos X producidos en este evento llegaron a la Tierra por primera vez el 28 de marzo de 2011,fueron detectados por el satélite Swift de la NASA, que notificó a los astrónomos de todo el mundo. En cuestión de días, los científicos concluyeron que el estallido, ahora conocido como Swift J1644 + 57, representaba la interrupción de las mareas de una estrella y la repentina erupción de un negro previamente inactivo.agujero.
Ahora los astrónomos que usan observaciones de archivo de Swift, el observatorio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea ESA y el satélite Suzaku liderado por Japón han identificado los reflejos de los destellos de rayos X que estallaron durante el evento. Dirigido por Erin Kara, una investigadora postdoctoralEn el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y en la Universidad de Maryland, College Park UMCP, el equipo ha utilizado por primera vez estos ecos de luz o reverberaciones para mapear el flujo de gas cerca de un agujero negro recién despertado..
"Si bien aún no entendemos qué causa los destellos de rayos X cerca del agujero negro, sabemos que cuando ocurre uno podemos detectar su eco un par de minutos después, una vez que la luz ha alcanzado e iluminado partes del flujo,"Kara explicó." Esta técnica, llamada mapeo de reverberación de rayos X, se ha utilizado previamente para explorar discos estables alrededor de los agujeros negros, pero esta es la primera vez que la aplicamos a un disco recién formado producido por una interrupción de la marea ".
Los desechos estelares que caen hacia un agujero negro se acumulan en una estructura giratoria llamada disco de acreción. Allí el gas se comprime y calienta a millones de grados antes de que finalmente se derrame sobre el horizonte de eventos del agujero negro, el punto más allá del cual nada puede escapar y los astrónomosno puede observar. El disco de acreción Swift J1644 + 57 era más grueso, más turbulento y más caótico que los discos estables, que han tenido tiempo de establecerse en una rutina ordenada. Los investigadores presentan los hallazgos en un artículo publicado en línea en la revista Naturaleza el miércoles 22 de junio
Una sorpresa del estudio es que los rayos X de alta energía surgen de la parte interna del disco. Los astrónomos pensaron que la mayor parte de esta emisión se originó a partir de un chorro estrecho de partículas acelerado a cerca de la velocidad de la luz.La clase de galaxia más luminosa impulsada por agujeros negros supermasivos, los chorros producen la mayor parte de la emisión de mayor energía.
"Vemos un chorro de Swift J1644, pero los rayos X provienen de una región compacta cerca del agujero negro en la base de un embudo empinado de gas entrante en el que estamos mirando", dijo el coautor LixinDai, un investigador postdoctoral en UMCP: "El gas que produce los ecos está fluyendo hacia afuera a lo largo de la superficie del embudo a velocidades de hasta la mitad de la velocidad de la luz".
Los rayos X que se originan cerca del agujero negro excitan los iones de hierro en el gas giratorio, haciéndolos fluorescer con un resplandor distintivo de alta energía llamado emisión de línea de hierro K. A medida que una llamarada de rayos X se ilumina y se desvanece, el gas siguegire después de un breve retraso dependiendo de su distancia de la fuente.
"La luz directa de la llamarada tiene propiedades diferentes a su eco, y podemos detectar reverberaciones al monitorear cómo cambia el brillo a través de las diferentes energías de rayos X", dijo el coautor Jon Miller, profesor de astronomía en la Universidad de Michiganen Ann Arbor.
Swift J1644 + 57 es una de las tres perturbaciones de marea que han producido rayos X de alta energía, y hasta la fecha sigue siendo el único evento capturado en el pico de esta emisión. Estos episodios de trituración de estrellas activan brevemente los agujeros negros que los astrónomos no haríanNo sé de otra manera. Por cada agujero negro que ahora acumula gas y produce luz activamente, los astrónomos piensan que otros nueve están inactivos y oscuros. Estos agujeros negros inactivos estaban activos cuando el universo era más joven, y jugaron un papel importante en la evolución de las galaxias.Por lo tanto, las interrupciones ofrecen una visión de la mayoría silenciosa de los agujeros negros de gran tamaño.
"Si solo observamos los agujeros negros activos, podríamos estar obteniendo una muestra muy sesgada", dijo el miembro del equipo Chris Reynolds, profesor de astronomía en la UMCP. "Podría ser que estos agujeros negros encajen dentro de un rango estrecho degiros y masas. Por lo tanto, es importante estudiar a toda la población para asegurarse de que no estamos sesgados ".
Los investigadores estiman que la masa del agujero negro Swift J1644 + 57 es aproximadamente un millón de veces mayor que la del sol, pero no midieron su giro. Con futuras mejoras en la comprensión y el modelado de los flujos de acreción, el equipo cree que es posible hacerloentonces.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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