Estructura de disco característica de la simulación de un disco desalineado alrededor de un agujero negro giratorio. Crédito:K. Pounds et al. / Universidad de Leicester 
Los agujeros negros son objetos con campos gravitacionales tan fuertes que ni siquiera la luz viaja lo suficientemente rápido como para escapar de su alcance. de ahí la descripción "negro". Son muy importantes en astronomía porque ofrecen la forma más eficiente de extraer energía de la materia. Como resultado directo, la caída de gas (acreción) en los agujeros negros debe estar impulsando los fenómenos más energéticos del Universo.
El centro de casi todas las galaxias, como nuestra propia Vía Láctea, contiene un llamado agujero negro supermasivo, con masas de millones a miles de millones de veces la masa de nuestro Sol. Con suficiente materia cayendo en el agujero, estos pueden volverse extremadamente luminosos, y se ven como un cuásar o núcleo galáctico activo (AGN).
Sin embargo, los agujeros negros son tan compactos que el gas casi siempre gira demasiado para caer directamente. En cambio, orbita el agujero, acercándose gradualmente a través de un disco de acreción, una secuencia de órbitas circulares de tamaño decreciente. Como el gas gira en espiral hacia adentro, se mueve cada vez más rápido y se vuelve caliente y luminoso, convirtiendo la energía gravitacional en la radiación que observan los astrónomos.
A menudo se supone que la órbita del gas alrededor del agujero negro está alineada con la rotación del agujero negro, pero no hay ninguna razón de peso para que esto sea así. De hecho, la razón por la que tenemos verano e invierno es que la rotación diaria de la Tierra no se alinea con su órbita anual alrededor del Sol.
Hasta ahora no estaba claro cómo la rotación desalineada podría afectar la caída de gas. Esto es particularmente relevante para la alimentación de agujeros negros supermasivos, ya que la materia (nubes de gas interestelar o incluso estrellas aisladas) puede caer desde cualquier dirección.
La nave espacial XMM-Newton. Crédito:ESA
Usando datos de XMM-Newton, El profesor Pounds y sus colaboradores observaron los espectros de rayos X (donde los rayos X se dispersan por longitud de onda) de la galaxia PG211 + 143. Este objeto se encuentra a más de mil millones de años luz de distancia en la dirección de la constelación de Coma Berenices, y es una galaxia Seyfert, caracterizado por un AGN muy brillante resultante de la presencia del agujero negro masivo en su núcleo.
Los investigadores encontraron que los espectros estaban fuertemente desplazados hacia el rojo, mostrando que la materia observada está cayendo en el agujero negro a la enorme velocidad del 30 por ciento de la velocidad de la luz, o alrededor de 100, 000 kilómetros por segundo. El gas casi no tiene rotación alrededor del agujero, y se detecta muy cerca de él en términos astronómicos, a una distancia de solo 20 veces el tamaño del agujero (su horizonte de eventos, el límite de la región donde ya no es posible escapar).
La observación concuerda estrechamente con el trabajo teórico reciente, también en Leicester y utilizando la supercomputadora Dirac del Reino Unido que simula el "desgarro" de los discos de acreción desalineados. Este trabajo ha demostrado que los anillos de gas pueden romperse y colisionar entre sí, cancelando su rotación y dejando que el gas caiga directamente hacia el agujero negro.
Prof. Pounds, del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Leicester, dijo:"La galaxia que estábamos observando con XMM-Newton tiene un agujero negro de 40 millones de masas solares que es muy brillante y evidentemente está bien alimentado. De hecho, hace unos 15 años detectamos un viento poderoso que indicaba que el agujero estaba siendo sobrealimentado. los vientos se encuentran ahora en muchas galaxias activas, PG1211 + 143 ahora ha producido otro 'primero, "con la detección de materia que se sumerge directamente en el propio agujero".
Continúa:"Pudimos seguir un grupo de materia del tamaño de la Tierra durante aproximadamente un día, mientras se tiraba hacia el agujero negro, acelerando a un tercio de la velocidad de la luz antes de ser tragado por el agujero ".
Una implicación adicional de la nueva investigación es que es probable que la "acumulación caótica" de los discos desalineados sea común en los agujeros negros supermasivos. Entonces, esos agujeros negros girarían muy lentamente, ser capaces de aceptar mucho más gas y hacer crecer sus masas más rápidamente de lo que generalmente se cree, proporcionando una explicación de por qué los agujeros negros que se formaron en el Universo temprano ganaron rápidamente masas muy grandes.
