El Telescopio William Herschel de La Palma mide el jet de un agujero negro
31/10/2017 de Instituto de Astrofísica de Canarias / Nature Astronomy
Representación artística de un jet expulsado de V404 Cygni. Crédito: Gabriel Pérez, SMM (IAC).
Se supone que nada puede escapar de un agujero negro y, sin embargo, mientras crecen al “absorber” material de una estrella cercana, salen expulsados de sus proximidades jets o chorros de energía súper energéticos. Sigue siendo un misterio cómo se forman estos chorros, pero se sabe que son una sopa caliente de plasma que alcanza velocidades relativistas, es decir, próximas a la de la luz. Durante ese proceso, el plasma se va calentando y comienza a brillar, dando lugar a dos columnas luminosas a lo largo del eje de rotación del agujero negro y cuya formación ha sido objeto de un largo debate entre la comunidad científica.
En un trabajo publicado hoy en Nature Astronomy, y que cuenta con participación del IAC, se dan a conocer nuevas pistas de esta incógnita al observar uno de los agujeros negros más famosos de la Vía Láctea –V404 Cygni- mientras sufría uno de esas fases brillantes de crecimiento en junio de 2015. Para ello utilizaron dos instrumentos: ULTRACAM, una cámara de alta velocidad instalada en el Telescopio William Herschel (WHT), del Grupo de Telescopios ING, ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma); y NuSTAR, un telescopio espacial de la NASA orbitando la Tierra. Combinando ambas observaciones hallaron un retraso de 100 milisegundos (0,1 segundos) entre los rayos X y los destellos de luz visible.
V404 Cygni es un agujero negro que pesa aproximadamente nueves veces el Sol, orbitado por una estrella compañera que le suministra material para alimentarse. Durante la acreción –la “absorción” de material de la estrella- el gas que cae hacia el interior del agujero negro en forma de espiral emite rayos X, detectados por NuSTAR, y los flashes ópticos emergen del plasma que fluye en los jets.
Conociendo el desfase temporal entre los rayos X y la luz visible, pudieron calcular la distancia máxima que el plasma puede haber recorrido, equivalente a unos 30.000 km. Esta longitud representa la zona de aceleración interna del jet. Más allá de esa región, los chorros son muy brillantes, debido posiblemente a la colisión interna de regiones del plasma que se mueven a gran velocidad.
«Analizar estas zonas interiores en los jets es emocionante porque nos permite restringir las teorías sobre la aceleración extrema de partículas en la naturaleza», apunta Gandhi. «Para explicar la emisión de chorros de plasma, se han propuesto los fuertes campos magnéticos, pero aún quedan muchas incertidumbres al unir la teoría con las observaciones, que ayudarán sin duda en este sentido».
