Con un telescopio sencillo de 20 centímetros de
diámetro se pueden detectar los cambios de luz que producen algunos agujeros
negros cuando, de vez en cuando, emiten enormes cantidades de energía. Lo ha
demostrado un equipo internacional de astro-físicos al observar V404 Cygni, un
sistema binario de estrella y agujero negro que ‘despertó’ el año pasado en la
constelación del Cisne.
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Un agujero negro binario irradia luz óptica y una niña
observa
la luz visible de ella con sus ojos usando un telescopio moderado.
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Un equipo internacional de investigadores informa esta
semana en la revista Nature que la actividad de los agujeros
negros que están próximos y activos se puede detectar por la luz visible
durante sus estallidos o explosiones. Con un simple telescopio de 20
centímetros se ven los cambios de iluminación del objeto.
La luz parpadeante que llega de los gases que rodean
el agujero negro informa de sus estallidos.
"Ahora sabemos que podemos hacer estas
observaciones basadas en rayos ópticos –es decir, en luz visible– y que los
agujeros negros se pueden observar sin necesidad de potentes telescopios de
rayos X o rayos gamma", explica el autor principal, Mariko Kimura, un
estudiante de master en la Universidad de Kioto (Japón).
Los resultados del equipo confirman que los rayos
ópticos, y no solo los rayos X utilizados hasta ahora, proporcionan datos de
observación fiables para seguir la actividad de los agujeros negros. La luz
parpadeante que emerge de los gases que los rodean sirve de indicador.
En este caso el objeto de estudio ha sido V404 Cygni, uno de los sistemas binarios más próximos a la
Tierra formado por un agujero negro y una estrella compañera en órbita
ligeramente menos masiva que el Sol. Se sitúan en la constelación del Cisne a
unos 7.800 años luz de distancia. Después de 26 años inactivo, este sistema
‘despertó’ el 15 de junio 2015 y experimentó este tipo de explosión.
Una vez cada varias décadas, sistemas binarios como
este sufren ‘estallidos’, en el que enormes cantidades de energía –incluyendo
llamaradas de rayos X– se emiten desde el material que cae en el agujero negro.
Este suele estar rodeado por un disco de acreción, en el que el gas de la
estrella compañera se desliza lentamente hacia el agujero en forma de espiral.
El equipo internacional tuvo éxito en la obtención de
cantidades sin precedentes de datos de V404 Cygni, detectando patrones
repetitivos con escalas de tiempo que oscilan desde 100 segundos a 2,5
horas. Los patrones de fluctuación óptica detectados se pudieron correlacionar
con la de los rayos X.
Con los análisis de las observaciones ópticas y de rayos X, los astrónomos de
la Universidad de Kioto –desde donde se ha liderado el trabajo- y otras
instituciones japonesas mostraron que la luz se origina desde los rayos X que
emanan de la región más interior del disco de acreción que rodea el agujero
negro. Luego estos rayos X irradian y calientan la región exterior del disco,
por lo que se emiten rayos ópticos y, por lo tanto, se hace visible para el ojo
humano.
La observación de los estallidos de V404 Cygni fue
fruto de una colaboración internacional entre astrónomos de países con
diferentes zonas horarias. Desde España participaron investigadores de la
Universidad de Huelva y el Observatorio de Cantabria.
El estudio abre nuevas vías para comprender como los
agujeros negros acumulan la materia circundante.
"Las estrellas solo se pueden observar en la
oscuridad y cada noche tenemos un número de horas limitadas, pero al hacer
observaciones en diferentes lugares de todo el mundo somos capaces de obtener
datos más completos", dice el coautor Daisaku Nogami. "Estamos muy
contentos de que nuestra red de observación internacional fuera capaz de
reunirse para documentar este raro evento".
El estudio también ha revelado que las variaciones
ópticas repetitivas ocurren a tasas de acreción de masa inferiores a una décima
parte de lo conocido hasta la fecha para otros sistemas binarios similares.
Según los autores, esto indica que el principal factor
desencadenante de las oscilaciones en luz visible de los agujeros negros parece
estar relacionado con un periodo orbital largo, más que con la tasa de acreción
de la masa, porque no hay gas suficiente en la parte exterior del disco de
acreción para soportar una acumulación continua hacia el interior.
Por lo tanto, podría ser la acreción esporádica de
material la que causa las oscilaciones en los sistemas de periodo largo. En
cualquier caso, los investigadores destacan que este estudio abre nuevas vías
para comprender como los agujeros negros acumulan la materia circundante.
Fuente: SINC
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