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Observan un agujero negro giratorio que proyecta nubes de plasma a la velocidad de la luz en el espacio

Universidad Curtin
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Impresión artística de V404 Cygni de cerca. El sistema estelar binario consiste en una estrella en órbita con un agujero negro. El material de la estrella cae hacia el agujero negro y gira en espiral hacia adentro en un disco de acreción, con poderosos chorros lanzados desde las regiones internas cercanas al agujero negro. Imagen: ICRAR

Los astrónomos han descubierto chorros que se mueven rápidamente desde un agujero negro a casi 8,000 años luz de la Tierra. La investigación muestra que los chorros del agujero negro de ‘V404 Cygni’ se comportan de una manera nunca antes vista en escalas de tiempo tan cortas. Los chorros parecen estar girando rápidamente con nubes de plasma de alta velocidad, potencialmente con solo unos minutos de diferencia, disparando desde el agujero negro en diferentes direcciones.

El estudio fue publicado este mes en la revista Nature.

El autor principal y profesor asociado James Miller-Jones, del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía (ICRAR) en la Universidad Curtin, Australia, dijo que los agujeros negros son algunos de los objetos más extremos del Universo.

«Este es uno de los sistemas de agujeros negros más extraordinarios que he encontrado«, dijo Miller-Jones.

«Al igual que muchos agujeros negros, se está alimentando de una estrella cercana, alejando el gas de la estrella y formando un disco de material que rodea el agujero negro y las espirales hacia él bajo la gravedad».

«Lo que es diferente en V404 Cygni es que pensamos que el disco de material y el agujero negro están desalineados«.

«Esto parece estar causando que la parte interior del disco se tambalee como un trompo y dispare los chorros en diferentes direcciones a medida que cambia de orientación«.

V404 Cygni se identificó por primera vez como un agujero negro en 1989 cuando lanzó una gran explosión de chorros y radiación. Los astrónomos que miraban placas fotográficas de archivo encontraron explosiones previas en observaciones de 1938 y 1956.

Miller-Jones dijo que cuando V404 Cygni experimentó otro arrebato muy brillante en 2015, que duró dos semanas, los telescopios de todo el mundo sintonizaron para estudiar lo que estaba sucediendo. «Así que tenemos esta increíble cobertura de observación«, dijo.

Donde normalmente se piensa que los chorros se disparan directamente desde los polos de los agujeros negros, estos chorros se disparaban en diferentes direcciones en diferentes momentos. Y estaban cambiando de dirección muy rápidamente, en no más de un par de horas.

El profesor dijo que el cambio en el movimiento de los chorros se debió al disco de acreción, el disco giratorio de materia alrededor de un agujero negro.

Dijo que el disco de acreción de V404 Cygni tiene 10 millones de kilómetros de ancho, y los pocos miles de kilómetros interiores se hincharon y se tambalearon durante el estallido brillante.

«Puede pensarlo como el bamboleo de una trompo cuando disminuye la velocidad; solo en este caso, el bamboleo es causado por la teoría de la relatividad general de Einstein«.

El coautor Alex Tetarenko, un recién graduado de doctorado de la Universidad de Alberta y actualmente miembro del Observatorio de Asia Oriental que trabaja en Hawai, dijo que la velocidad a la que los chorros estaban cambiando de dirección significaba que los científicos tenían que usar un enfoque muy diferente para la mayoría de las observaciones del radiotelescopio.

«Por lo general, los radiotelescopios producen una sola imagen a partir de varias horas de observación«, dijo. «Pero estos chorros estaban cambiando tan rápido que en una imagen de cuatro horas solo vimos un borrón«.

Por ello, los investigadores produjeron 103 imágenes individuales, cada una de aproximadamente 70 segundos de duración, y las unieron en una película.

«Solo al hacer esto pudimos ver estos cambios en un período de tiempo muy corto«, dijo Tetarenko.

La coautora del estudio, la Dra. Gemma Anderson, que también reside en el ICRAR, dijo que el tambaleo del disco de acreción interno también podría ocurrir en otros eventos extremos en el Universo.

«Cada vez que se produce una desalineación entre el giro de un agujero negro y el material que cae, es cuando un agujero negro comience a alimentarse muy rápidamente, o eso se esperaría«, dijo el Dr. Anderson.

«Eso podría incluir un montón de otros eventos brillantes y explosivos en el Universo, como los agujeros negros súper masivos que se alimentan muy rápidamente o eventos de interrupción de la marea, cuando un agujero negro destruye una estrella«.

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