Impresión esquemática del artista de la orientación cambiante del jet en V404 Cygni. Cada segmento (separado por las manecillas del reloj) muestra los chorros en un momento diferente, orientado en diferentes direcciones como se ve en nuestras imágenes de radio de alta resolución angular. Crédito:ICRAR
Los astrónomos han descubierto chorros de movimiento rápido procedentes de un agujero negro a casi 8.000 años luz de la Tierra.
Publicado hoy en la revista Naturaleza , La investigación muestra que los chorros del agujero negro de V404 Cygni se comportan de una manera nunca antes vista en escalas de tiempo tan cortas.
Los chorros parecen estar girando rápidamente con nubes de plasma de alta velocidad, potencialmente con solo unos minutos de diferencia, disparándose desde el agujero negro en diferentes direcciones.
Autor principal, profesor adjunto James Miller-Jones, del nodo de la Universidad Curtin del Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía (ICRAR), dijo que los agujeros negros son algunos de los objetos más extremos del Universo.
"Este es uno de los sistemas de agujeros negros más extraordinarios con los que me he encontrado, "Dijo el profesor asociado Miller-Jones.
"Como muchos agujeros negros, se está alimentando de una estrella cercana, alejando el gas de la estrella y formando un disco de material que rodea el agujero negro y gira en espiral hacia él bajo la gravedad.
"Lo que es diferente en V404 Cygni es que creemos que el disco de material y el agujero negro están desalineados". Esto parece estar causando que la parte interna del disco se tambalee como una peonza y dispare chorros en diferentes direcciones a medida que cambia de orientación. . "
Impresión artística de V404 Cygni vista de cerca. El sistema estelar binario consiste en una estrella normal en órbita con un agujero negro. El material de la estrella cae hacia el agujero negro y gira en espiral hacia adentro en un disco de acreción, con potentes chorros que se lanzan desde las regiones internas cercanas al agujero negro. Crédito:ICRAR
V404 Cygni fue identificado por primera vez como un agujero negro en 1989 cuando lanzó una gran explosión de chorros y radiación.
Los astrónomos que miraban placas fotográficas de archivo encontraron estallidos anteriores en observaciones de 1938 y 1956.
El profesor asociado Miller-Jones dijo que cuando V404 Cygni experimentó otro estallido muy brillante en 2015, con una duración de dos semanas, telescopios de todo el mundo se sintonizaron para estudiar lo que estaba sucediendo.
"Todos se lanzaron al ataque con cualquier telescopio que pudieran arrojarle, " él dijo.
"Así que tenemos esta increíble cobertura de observación".
Cuando el profesor asociado Miller-Jones y su equipo estudiaron el agujero negro, vieron cómo sus chorros se comportaban de una manera nunca antes vista.
Donde generalmente se cree que los chorros salen directamente de los polos de los agujeros negros, estos chorros se dispararon en diferentes direcciones en diferentes momentos.
Impresión artística de las eyecciones de chorro en V404 Cygni. Con nuestros radiotelescopios, Vemos nubes individuales brillantes de plasma que han sido expulsadas de las regiones más internas, y redirigido por el disco de acreción interior hinchado. Crédito:ICRAR
Y estaban cambiando de dirección muy rápidamente, en no más de un par de horas.
El profesor asociado Miller-Jones dijo que el cambio en el movimiento de los chorros se debió al disco de acreción, el disco giratorio de materia alrededor de un agujero negro.
Dijo que el disco de acreción de V404 Cygni tiene 10 millones de kilómetros de ancho, y los pocos miles de kilómetros interiores se hincharon y se tambalearon durante el estallido brillante.
"La parte interior del disco de acreción estaba precesando y tirando efectivamente de los chorros con él, "Dijo el profesor asociado Miller-Jones.
"Puedes pensar en ello como el bamboleo de una peonza que gira a medida que se ralentiza, solo que en este caso, el bamboleo es causado por la teoría de la relatividad general de Einstein ".
La investigación utilizó observaciones del Very Long Baseline Array, un radiotelescopio del tamaño de un continente compuesto por 10 platos en los Estados Unidos, desde las Islas Vírgenes del Caribe hasta Hawaii.
El coautor Alex Tetarenko, un reciente Ph.D. Graduado de la Universidad de Alberta y actualmente miembro del Observatorio de Asia Oriental que trabaja en Hawai, dijo que la velocidad a la que los chorros cambiaban de dirección significaba que los científicos tenían que utilizar un enfoque muy diferente para la mayoría de las observaciones de radio.
Impresión artística del espacio-tiempo retorcido alrededor del agujero negro giratorio. El agujero negro es tan denso que crea una ruptura en el tejido mismo del espacio-tiempo, visto aquí como el pozo infinitamente profundo en el centro. Mientras el agujero negro gira arrastra el espacio-tiempo con él, dando lugar a la torsión de la cuadrícula del espacio-tiempo que se muestra aquí. Esto conduce a la precesión del disco de acreción inflado interno. Crédito:ICRAR
"Típicamente, Los radiotelescopios producen una sola imagen a partir de varias horas de observación, " ella dijo.
“Pero estos chorros cambiaban tan rápido que en una imagen de cuatro horas solo vimos un borrón.
"Fue como intentar tomar una fotografía de una cascada con una velocidad de obturación de un segundo". los investigadores produjeron 103 imágenes individuales, cada uno de unos 70 segundos de duración, y los unió en una película.
"Fue solo al hacer esto que pudimos ver estos cambios en un período de tiempo muy corto, "Dijo el Dr. Tetarenko.
La coautora del estudio, la Dra. Gemma Anderson, que también tiene su sede en el nodo de la Universidad Curtin de ICRAR, dijo que el bamboleo del disco de acreción interno también podría ocurrir en otros eventos extremos en el Universo.
"Cada vez que se produce una desalineación entre el giro de un agujero negro y el material que cae, esperaría ver esto cuando un agujero negro comienza a alimentarse muy rápidamente, "Dijo el Dr. Anderson.
"Eso podría incluir un montón de otros brillantes, eventos explosivos en el Universo, como los agujeros negros supermasivos que se alimentan muy rápidamente o los eventos de interrupción de las mareas, cuando un agujero negro destroza una estrella ".
