Detectan cómo cae materia en un agujero negro a 100.000 km/s

Un nuevo estudio podría ofrecer datos clave sobre la formación de algunos agujeros negros cuya masa parece crecer mucho muy rápidamente.

Agujero negro

Al igual que la Vía Láctea, la galaxia PG211+143, situada a unos 1.000 millones de años luz del sistema solar, cuenta con un agujero negro supermasivo en su centro. Como es sabido, el campo gravitatorio de estos objetos, que poseen masas millones de veces superiores a la del Sol, es tan intenso que nada, ni siquiera la luz, escapa de ellos. Por esta razón los agujeros negros no pueden observarse. No obstante, cuando la materia próxima interacciona con ellos –suele tratarse de nubes de gas interestelar, pero también  estrellas aisladas– se producen fenómenos energéticos muy intensos y luminosos, tanto, que se han convertido en uno de los motivos de estudio más importantes de los astrónomos.

Pues bien, un equipo de investigadores coordinado por Ken Pounds, profesor emérito del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Leicester, en el Reino Unido, ha podido captar por primera vez cómo se precipita gas hacia el interior del citado agujero negro en PG211+143 a unos 100.000 kilómetros por segundo, el equivalente al 30% de la velocidad de la luz.

En su estudio, publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Pounds y sus colaboradores señalan que en vez de caer directamente en él, el gas suele girar alrededor del agujero negro, en órbitas cada vez más cercanas y cada vez a mayor velocidad. Esto hace que se vuelva, asimismo, más caliente y luminoso, un fenómeno que, según detallan en un comunicado, “convierte la energía gravitatoria en la radiación que los astrónomos pueden observar”. Eso sí, en ocasiones, la órbita que sigue el gas no se encuentra alineada con la rotación del agujero negro, por lo que la materia puede caer en ellos desde cualquier dirección.

En caída libre

Los datos aportados por el observatorio espacial de rayos X de la ESA XMM-Newton les permitieron determinar que, precisamente en este caso, la materia parecía caer directamente en él a gran velocidad, lo que sugería que no estaba girando a su alrededor. El hallazgo apoya las conclusiones de un trabajo teórico anterior, también impulsado por expertos de la Universidad de Leicester, en el que, a partir de unas simulaciones por ordenador era posible observar cómo los anillos de gas podían romperse, chocar entre sí, dejar de rotar y hacer que la materia se precipite sin más en el agujero negro.

“La galaxia que hemos estudiado con el XMM-Newton cuenta con un agujero negro de 40 millones de masas solares. Se trata de un objeto muy brillante que, como resulta evidente, está bien alimentado”, relata Pounds. “Hemos conseguido seguir la evolución de una acumulación de materia del tamaño de la  Tierra durante prácticamente todo un día a medida que aceleraba hacia el agujero negro, a un tercio de la velocidad de la luz, antes de ser engullida”.

Los astrónomos se preguntan si esto puede resultar más común de lo que se ha venido creyendo hasta ahora. Quizá, algunos de estos agujeros negros supermasivos puedan aceptar mucho más gas de lo que se estima y, de ese modo, aumentar su propia masa mucho más rápidamente de lo que sería habitual. Es más, ello explicaría por qué los agujeros negros que se formaron cuando el universo aún era joven ganaron una enrome masa en muy poco tiempo.

Referencia: An ultrafast inflow in the luminous Seyfert PG1211+143. K. A. Pounds et al. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2018). DOI: 10.1093/mnras/sty2359

Imagen: NASA

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