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Los astrónomos ven que el agujero negro está despertando de su antiguo letargo

Los astrónomos ven que el agujero negro está despertando de su antiguo letargo

Hace cuatro años, el agujero negro supermasivo escondido en el corazón de la galaxia SDSS1335+0728 despertó y anunció su presencia con una explosión de radiación. Esta es la primera vez que los astrónomos presencian la activación repentina de un agujero negro supermasivo en tiempo real.

“Imagínese que ha estado observando una galaxia distante durante años y que siempre le ha parecido silenciosa e inactiva”, dijo Paola Sánchez Sáez, astrónoma de ESO en Alemania y autora principal del estudio de este objeto. “de repente, [core] Comienza a mostrar cambios dramáticos en el brillo, a diferencia de cualquier evento típico que hayamos visto antes.

Esto es lo que le sucedió a SDSS1335+0728, que ahora está oficialmente clasificado como núcleo galáctico activo (AGN). Experimentó el llamado “período nuclear transitorio”. Básicamente, esto significa que la galaxia ahora tiene una región compacta y muy brillante. Sin embargo, no siempre fue tan brillante y los astrónomos quieren entender por qué se despierta.

Esta impresión artística muestra dos etapas en la formación de un disco de gas y polvo alrededor del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia SDSS1335+0728. El núcleo de esta galaxia se iluminó en 2019 y continúa iluminándose hoy, lo que marca la primera vez que los astrónomos observan un agujero negro masivo activo durante uno. crédito: ISO/M. Kornmesser

Encuentre transitorios en todos los lugares correctos

Las diferencias inusuales en el brillo fueron descubiertas por la Instalación Transiente de Zwicky en California, que proporciona alertas constantes en tiempo real sobre cosas como llamaradas transitorias y brillo en el corazón de galaxias como SDSS1335+0728. Además, varias otras instalaciones notaron las diferencias. bueno, y los cambios de brillo en los datos de archivo de varios otros observatorios.

El repentino brillo podría ser causado por muchas cosas, incluidas estrellas en desintegración y nubes de gas que se alejan demasiado de los agujeros negros supermasivos. Cuántas veces se iluminan y cómo un núcleo galáctico silencioso cambia a un núcleo activo son temas que los astrónomos utilizan para comprender dichos estudios y observaciones. No sólo observan galaxias distantes, sino también la actividad en las proximidades del agujero negro supermasivo de nuestra galaxia.

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Una galaxia y su agujero negro supermasivo

La mayoría de las galaxias tienen agujeros negros masivos en sus núcleos. Por lo general, aíslan al menos 100.000 veces la masa del Sol (a veces más). Todo está limitado por la gravedad y nada se le escapa, ni siquiera la luz. “Estos monstruos gigantes suelen estar inactivos y no son directamente visibles”, dijo el coautor del estudio Claudio Ricci, de la Universidad Diego Portales de Chile. “En el caso de SDSS1335+0728, pudimos observar el despertar del agujero negro supermasivo, [which] De repente comenzó a alimentarse del gas disponible en su entorno y se volvió extremadamente brillante.

El agujero negro en sí no emite luz alguna. En cambio, absorbe todo, incluida la luz. Sin embargo, la región alrededor del agujero negro, llamada disco de acreción, es un lugar muy activo. Es donde el material atrapado por la intensa gravedad del agujero negro se arremolina como agua corriendo por un desagüe. Todo esto, principalmente gas y algo de polvo, pasa a través de campos magnéticos. La fricción entre acumulaciones de material hace que se calienten. Este acto de calentamiento da radiación. Si hay suficiente, vemos que se apaga la luz. Las áreas intensamente activas emiten rayos X que indican el nivel de actividad.

Actividad de diapositivas y dados para la gravedad.

También existe algo llamado perturbación de marea, que ocurre cuando algo como una estrella o una nube de gas queda atrapada en un campo gravitacional. Estas cosas toman tiempo, sobre la base de años para que sucedan. Cuando esto sucede, la fuerza gravitacional del agujero negro eventualmente destroza la estrella o la nube. Esto también da radiación. De hecho, es posible que se esté produciendo una perturbación de marea muy lenta en el núcleo de SDSS1335+0728. De ser así, podría ser uno de los planetas más altos y más débiles jamás vistos.

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Independientemente de la causa del brillo, el destino final de alguna materia es acabar dentro de un agujero negro. El resto se sobrecalienta en el disco de acreción y señala su destino mediante una mayor radiación.

Crecimiento de agujeros negros y llamada de atención

Los agujeros negros supermasivos en el corazón de las galaxias crecen desde pequeños agujeros hasta otros más grandes mediante fusiones. No vemos estos patrones de crecimiento en tiempo real porque ocurren a lo largo de millones de años. El escenario de la fusión dice que cuando las galaxias se agrupan, los agujeros negros centrales (si existen) también lo hacen.

Simulación de la fusión de agujeros negros supermasivos.  Fuente de la imagen: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA/Scott Noble
Simulación de la fusión de agujeros negros supermasivos. Fuente de la imagen: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA/Scott Noble

Al final obtienes estos monstruos gigantes. Simplemente se sientan allí y devoran las nubes de gas que pasan para ganar masa adicional. Así ganan masa mediante adquisiciones, que se realizan en períodos de tiempo más cortos. Esto parece ser lo que hace ahora el de SDSS1335+0728. No es raro que los astrónomos vean a alguien despertarse y empezar a masticar en tan poco tiempo.

Por lo tanto, todavía quedan muchas preguntas al respecto, principalmente sobre la historia de su formación. Dado que las fusiones llevan mucho tiempo, es difícil saber qué pasó con esta fusión en el pasado. Si se trata de un evento de perturbación de mareas, los astrónomos quieren saber con qué frecuencia suceden tales cosas.

La ilustración de este artista representa lo que los astrónomos llaman B "se produjo una perturbación de marea," O TDE, cuando un objeto como una estrella se acerca al agujero negro y es destruido por fuerzas de marea generadas por las intensas fuerzas gravitacionales del agujero negro.  (Crédito: NASA/CXC/M.Weiss.
La ilustración de este artista representa lo que los astrónomos llaman un “evento de perturbación de marea”, o TDE, cuando un objeto como una estrella se acerca a un agujero negro y es destruido por fuerzas de marea generadas por las intensas fuerzas gravitacionales del agujero negro. (Crédito: NASA/CXC/M.Weiss.)

Actualmente, para SDSS1335+0728, no hay evidencia inmediata de explosiones previas que indiquen un despertar previo del agujero negro supermasivo. Los astrónomos necesitan realizar muchas observaciones y seguimientos para comprender lo que realmente está sucediendo allí y tal vez encontrar evidencia de explosiones y otras actividades asociadas con el agujero negro, según Sánchez Sáez. “Independientemente de la naturaleza de las diferencias, [this galaxy] “Proporciona información valiosa sobre cómo crecen y evolucionan los agujeros negros”, dijo, señalando que los instrumentos avanzados del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral deberían dar a los astrónomos una mejor idea de los procesos que ocurren en este agujero negro. Además, estudios adicionales de todo el cielo en el dominio del tiempo con el próximo telescopio Vera C. Rubin deberían poder rastrear el brillo nuclear de esta galaxia.

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para más información

Los astrónomos ven un agujero negro supermasivo despertando en tiempo real
SDSS1335+0728: Despertar de un agujero negro con una masa de unos 10^6 millones de soles
preimpresión de arXiv

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