Pequeños agujeros negros monstruosos inesperadamente tragan con rapidez la materia de su alrededor
30/6/2015 de Subaru telescope /Nature Physics
Imagen multicolor en el óptico alrededor de ULX X-1 (señalada con una flecha) en la galaxia enana Holmberg II, situada en la constelación de la Osa Mayor, a una distancia de 11 millones de años-luz. El color rojo representa la línea de emisión espectral de los átomos de hidrógeno. Crédito: Special Astrophysical Observatory/Hubble Space Telescope.
Empleando el telescopio Subaru investigadores del Observatorio Astrofísico Especial de Rusia y de la Universidad de Tokio de Japón han encontrado pistas de que los objetos enigmáticos presentes en galaxias cercanas – llamados fuentes ultraluminosas de rayos X (ULX) – exhiben fuertes emisiones que se crean cuando la materia cae hacia sus agujeros negros a ritmos inesperadamente altos. Las fuertes emisiones sugieren que los agujeros negros de estas ULX deben de ser mucho más pequeños de lo esperado. Curiosamente, estos objetos parecen ser «primos» de SS 433, uno de los objetos más exóticos de nuestra Galaxia la Vía Láctea. Las observaciones del equipo ayudan a arrojar luz acerca de la naturaleza de las ULX y tienen consecuencias en nuestra comprensión de como los agujeros negros de los centros de las galaxias se forman y lo rápido que la materia se precipita sobre esos agujeros negros.
Las observaciones en rayos X de galaxias cercanas han revelado que estas fuentes excepcionalmente luminosas situadas fuera de los núcleo galácticos radian con una potencia un millón de veces superior a la del Sol. Los orígenes de las ULX han sido objeto de caluroso debate durante mucho tiempo. La idea básica es que una ULX es un sistema binario compuesto por un agujero negro y una estrella. Cuando la materia de la estrella se precipita sobre el agujero negro, se forma un disco de acreción alrededor del agujero negro. A medida que la energía gravitacional del material es emitida, la parte más interior del disco se calienta a una temperatura superior a los 10 millones de grados, lo que hace que emita fuertemente en rayos X.
Los investigadores han descubierto una prominente línea en el espectro óptico de todas las ULX observadas. Se trata de una línea de emisión ancha de iones de helio, que indica la presencia de gas calentado a temperaturas de varias decenas de miles de grados en el sistema. Además, han descubierto que la línea del hidrógeno, que es emitida por gas más frío (con una temperatura de unos 10 000 K) es más ancha que la línea del helio. La anchura de una línea espectral refleja la dispersión de velocidades del gas y se debe al efecto Doppler causado por la distribución de las velocidades de las moléculas del gas. Este descubrimiento sugiere que el gas debe de ser acelerado hacia afuera por un viento procedente bien del disco o bien de la estrella compañera y que se está enfriando mientras escapa.
Después de examinar cuidadosamente distintas posibilidades, el equipo concluyó que hay enormes cantidades de gas precipitándose rápidamente sobre agujeros negros «pequeños» (con masas de no más de cien veces la masa del Sol) en cada una de las ULX, lo que produce un denso viento en el disco que se aleja del disco de acreción. Sugieren que las ULX típicas con luminosidades de millones de veces la del Sol deben de pertenecer a una clase homogénea de objetos, siendo SS 433 un caso extremo de la misma población.
