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    Vientos infrarrojos continuos descubiertos durante la erupción de un agujero negro de masa estelar

    Impresión artística de la emisión constante de vientos producidos durante la erupción de un agujero negro en una binaria de rayos X. Crédito:Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).

    Un equipo de investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha, por primera vez, detectaron una emisión infrarroja constante de los vientos producidos durante la erupción de un agujero negro en un sistema binario de rayos X.

    Hasta ahora, estos flujos de material se habían detectado solo en otros rangos de longitud de onda, como rayos X o dentro del espectro visible, dependiendo de la fase en la que el agujero negro consume su material circundante. Este estudio proporciona la primera evidencia de que los vientos están presentes a lo largo de la evolución de la erupción, independientemente de la fase, lo que representa un paso adelante en la comprensión de los misteriosos procesos de acreción en los agujeros negros de masa estelar. El artículo acaba de ser publicado en Astronomía y Astrofísica .

    Binarios de rayos X, como su nombre lo indica, son estrellas binarias que emiten una fuerte radiación en rayos X. Están formados por un objeto compacto, normalmente un agujero negro, con un compañero estelar. Los binarios de rayos X de baja masa (LMXB) tienen compañeros con masas iguales a, o menos que la masa del sol. En estos sistemas, las dos estrellas orbitan a una distancia tan pequeña que parte de la masa de la estrella cae en el pozo gravitacional del agujero negro, formando un disco plano de material a su alrededor. Este proceso se llama acreción, y el disco es un disco de acreción.

    Las binarias de rayos X transitorias son aquellas en las que la cantidad de masa que se acumula en el agujero negro es inicialmente pequeña y su brillo es demasiado bajo para detectarlo desde la Tierra. pero qué transición a estados eruptivos en los que la tasa de acreción del agujero negro aumenta y el material en el disco se calienta, alcanzando valores entre 1 millón y 10 millones de grados Kelvin. Durante estas erupciones, que puede durar desde semanas hasta varios meses, el sistema emite un gran flujo de rayos X, y su brillo aumenta en varias magnitudes.

    Los astrónomos aún no conocen los procesos físicos exactos que ocurren durante estos episodios de acreción. "Estos sistemas son lugares donde la materia está sujeta a campos gravitacionales que se encuentran entre los más fuertes del universo, de modo que las binarias de rayos X son laboratorios de física que la naturaleza nos proporciona para el estudio de objetos compactos y el comportamiento de la materia que los rodea, "explica Javier Sánchez Sierras, investigador predoctoral del IAC y primer autor del artículo.

    Uno de los procesos físicos más importantes que los científicos deben comprender son los vientos de material expulsado durante los episodios de acreción. Teo Muñoz Darias, un investigador del IAC y coautor del artículo, dice, "El estudio de los vientos en esos sistemas es clave para comprender los procesos de acreción, porque los vientos pueden expulsar incluso más materia de la que acumula el agujero negro ".

    Mismo viento diferentes estados

    El artículo presenta el descubrimiento de vientos del agujero negro MAXI J1820 + 070 en el rango infrarrojo durante una erupción que tuvo lugar durante 2018-2019. En las últimas dos décadas, Se han observado vientos en rayos X durante las llamadas erupciones "blandas" en las que predomina la radiación emitida por el disco de acreción. mostrando alta luminosidad. Más recientemente, el mismo grupo en el IAC ha descubierto vientos en longitudes de onda visibles en estado duro de acreción, que se caracterizan por la aparición de un chorro que es esencialmente perpendicular al disco de acreción, y que emite fuertemente en longitudes de onda de radio.

    Sánchez Sierras dice, "En el presente estudio, Hemos mostrado el descubrimiento de vientos infrarrojos que están presentes durante los estados de acreción tanto duro como blando durante la evolución completa de la erupción. para que su presencia no dependa del estado de acreción. Es la primera vez que se observa este tipo de viento ”. Los investigadores también han demostrado que las propiedades cinemáticas del viento son similares a las observadas en 2019 en el rango visible, alcanzando velocidades de hasta 1800 km / s.

    "Estos datos sugieren que el viento es el mismo en ambos casos, pero su visibilidad cambia de longitud de onda durante la evolución de la erupción, lo que indicaría que el sistema está perdiendo masa y momento angular durante el proceso de la erupción, "explica Muñoz Darias. Estos resultados son significativos porque agregan un nuevo elemento al panorama global de los vientos en estos sistemas, y representan un paso hacia el objetivo de una comprensión completa de los procesos de acreción en los agujeros negros de masa estelar.


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