Los ecos en rayos X de una estrella despedazada permiten ver de cerca un agujero negro «asesino»
23/6/2016 de NASA / Nature
En esta ilustración de artista, un grueso disco de acreción se ha formado alrededor de un agujero negro supermasivo después de la rotura por fuerzas de marea de una estrella que se acercó demasiado. Los escombros estelares han caído hacia el agujero negro y se han acumulado en un grueso disco caótico de gas caliente. Los destellos de rayos X cerca del centro del disco producen ecos de luz que permiten a los astrónomos cartografiar la estructura del flujo de gas, revelando por primera vez los intensos efectos de la gravedad alrededor de un agujero negro que está apagado normalmente. Crédito: NASA/Swift/Aurore Simonnet, Sonoma State University.
Hace unos 3900 millones de años, en el corazón de una lejana galaxia, la intensa atracción gravitatoria de un agujero negro monstruoso hizo jirones una estrella que pasó demasiado cerca. Cuando los rayos X producidos en este evento alcanzaron la Tierra por primera vez el 28 de marzo de 2011, fueron detectados por el satélite Swift de NASA, que lo notificó a astrónomos de todo el mundo. En pocos días, los científicos concluyeron que el estallido, ahora conocido como Swift J1644+57, representaba la destrucción de una estrella por fuerzas de marea y el repentino destello de un agujero negro anteriormente inactivo.
Ahora los astrónomos han identificado, en observaciones de archivo de Swift, de XMM-Newton de ESA y del satélite japonés Suzaku, los reflejos de las fulguraciones en rayos X que se produjeron durante este suceso. Los científicos han utilizado estos ecos de luz, o reverberaciones, para crear por primera vez un mapa del flujo de gas cerca de un agujero negro recién despertado.
«Aunque no conocemos todavía qué provoca las fulguraciones de rayos X cerca del agujero negro, sabemos que cuando se produce una podemos detectar su eco un par de minutos más tade, una vez que la luz ha alcanzado e iluminado partes del gas», comenta Erin Kara. «Esta técnica, llamada cartografiado por reverberación de rayos X, ha sido utilizada anteriormente para explorar discos estables alrededor de agujeros negros, pero ésta es la primera vez que la hemos aplicado a un disco recién formado producido por ruptura de marea».
Los escombros estelares que caen hacia un agujero negro se acumulan en una estructura giratoria llamada disco de acreción. Allí el gas se calienta y comprime a millones de grados antes de acabar desparramándose por el horizonte de sucesos del agujero negro, el punto más allá del cual nada puede escapar y los astrónomos no pueden observar. El disco de acreción de Swift J1644+57 era más grueso, más turbulento y más caótico que los discos estables, que han tenido tiempo de estabilizarse con una rutina ordenada.
Una sorpresa del estudio es que los rayos X de alta energía se producen en la parte interna del disco. Los astrónomos habían pensado que la mayor parte de la emisión se originaba en chorros estrechos de partículas aceleradas a casi la velocidad de la luz. En blazares, la clase de galaxias más luminosas alimentadas por agujeros negros supermasivos, los chorros producen la mayor parte de la emisión de alta energía.
