En el centro de una galaxia lejana, un agujero negro está consumiendo lentamente un disco de gas que gira a su alrededor como el agua dando vueltas a un desagüe. Mientras un hilo de gas constante es arrastrado hacia las fauces abiertas, partículas ultracalientes se juntan cerca del agujero negro, por encima y por debajo del disco, generando un brillante resplandor de rayos X que se puede ver a 300 millones de años luz de distancia en la Tierra. Estas colecciones de gas ultracaliente, llamado coronas de agujero negro, se sabe que exhiben cambios notables en su luminosidad, iluminando o atenuando hasta 100 veces a medida que se alimenta un agujero negro.

Pero hace dos años Los astrónomos observaron con asombro cómo los rayos X de la corona del agujero negro en una galaxia conocida como 1ES 1927 + 654 desaparecían por completo. desvanecimiento por un factor de 10, 000 en unos 40 días. Casi de inmediato comenzó a rebotar, y unos 100 días después se había vuelto casi 20 veces más brillante que antes del evento.

La luz de rayos X de la corona de un agujero negro es un subproducto directo de la alimentación del agujero negro, por lo que la desaparición de esa luz de 1ES 1927 + 654 probablemente signifique que se le cortó el suministro de alimentos. En un nuevo estudio en el Cartas de revistas astrofísicas , los científicos plantean la hipótesis de que una estrella fugitiva podría haberse acercado demasiado al agujero negro y haber sido destrozada. Si este fuera el caso, Los escombros que se mueven rápidamente de la estrella podrían haber atravesado parte del disco, dispersando brevemente el gas.

"Normalmente no vemos variaciones como esta en la acumulación de agujeros negros, "dijo Claudio Ricci, profesor asistente de la Universidad Diego Portales de Santiago, Chile, y autor principal del estudio. "Fue tan extraño que al principio pensamos que tal vez había algo mal con los datos. Cuando vimos que eran reales, fue muy emocionante. Pero tampoco teníamos idea de con qué estábamos lidiando; nadie con quien hablamos había visto algo como esto ".

Casi todas las galaxias del universo pueden albergar un agujero negro supermasivo en su centro, como el de 1ES 1927 + 654, con masas millones o miles de millones de veces mayores que nuestro Sol. Crecen consumiendo el gas que los rodea, también conocido como disco de acreción. Debido a que los agujeros negros no emiten ni reflejan luz, no se pueden ver directamente, pero la luz de sus coronas y discos de acreción ofrece una forma de aprender sobre estos objetos oscuros.

La hipótesis de la estrella de los autores también está respaldada por el hecho de que unos meses antes de que desapareciera la señal de rayos X, Los observatorios de la Tierra vieron cómo el disco se iluminaba considerablemente en longitudes de onda de luz visible (aquellas que pueden ser vistas por el ojo humano). Esto podría haber resultado de la colisión inicial de los escombros estelares con el disco.

Cavar más profundo

El evento de desaparición en 1ES 1927 + 654 es único no solo por el cambio dramático en el brillo, pero también por la profundidad con la que los astrónomos pudieron estudiarlo. La llamarada de luz visible llevó a Ricci y sus colegas a solicitar un seguimiento de seguimiento del agujero negro utilizando el Explorador de composición interior de la estrella de neutrones de la NASA (NICER). un telescopio de rayos X a bordo de la Estación Espacial Internacional. En total, NICER observó el sistema 265 veces durante 15 meses. Se obtuvo un monitoreo adicional de rayos X con el Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA, que también observó el sistema en luz ultravioleta, así como con la matriz de telescopios espectroscópicos nucleares de la NASA (NuSTAR) y el observatorio XMM-Newton de la ESA (la Agencia Espacial Europea) (que ha Participación de la NASA).

Cuando desapareció la luz de rayos X de la corona, NICER y Swift observaron rayos X de menor energía del sistema de modo que, colectivamente, estos observatorios proporcionaron un flujo continuo de información durante todo el evento.

Aunque una estrella rebelde parece el culpable más probable, los autores señalan que podría haber otras explicaciones para el evento sin precedentes. Una característica notable de las observaciones es que la caída general del brillo no fue una transición suave:día a día, los rayos X de baja energía detectados por NICER mostraron una variación dramática, a veces cambia de brillo en un factor de 100 en tan solo ocho horas. En casos extremos, Se sabe que las coronas de los agujeros negros se vuelven 100 veces más brillantes o más tenues, pero en escalas de tiempo mucho más largas. Los cambios tan rápidos que ocurrieron continuamente durante meses fue extraordinario.

"Este conjunto de datos tiene muchos acertijos, "dijo Erin Kara, profesor asistente de física en el Instituto de Tecnología de Massachusetts y coautor del nuevo estudio. "Pero eso es emocionante, porque significa que estamos aprendiendo algo nuevo sobre el universo. Creemos que la hipótesis de la estrella es buena, pero también creo que vamos a estar analizando este evento durante mucho tiempo ".

Es posible que este tipo de variabilidad extrema sea más común en los discos de acreción de agujeros negros de lo que los astrónomos creen. Muchos observatorios operativos y futuros están diseñados para buscar cambios a corto plazo en los fenómenos cósmicos, una práctica conocida como "astronomía en el dominio del tiempo, "que podría revelar más eventos como este.

"Este nuevo estudio es un gran ejemplo de cómo la flexibilidad en la programación de observaciones permite que las misiones de la NASA y la ESA estudien objetos que evolucionen con relativa rapidez y busquen cambios a más largo plazo en su comportamiento medio". "dijo Michael Loewenstein, coautor del estudio y astrofísico de la misión NICER en la Universidad de Maryland College Park y el Goddard Space Flight Center (GSFC) de la NASA en Greenbelt, Maryland. "¿Este agujero negro que se alimenta volverá al estado en el que estaba antes del evento de interrupción? ¿O el sistema ha cambiado fundamentalmente? Continuamos con nuestras observaciones para averiguarlo".