345. Descubren un extraño agujero negro «de canto»

1 Mar

Astrónomos españoles han descubierto el «pozo espacial» escondido en un sistema binario a 5.000 años luz.

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IAC
Simulación del sistema binario con el agujero negro en el centro

Como un enorme «donut» (o toroide) que va creciendo conforme pasan los días, y dentro de él, justo en el centro, un agujero negro oculto. Así describe el investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) Jesús Corral la peculiar estructura, desconocida hasta la fecha, del sistema binario Swift J1357.2-0933, compuesto por una estrella y un agujero negro que se alimenta de su compañera, a 5.000 años luz de la Tierra.La investigación, que aparece publicada en el último número de la revista Science, ha podido observar la erupción del sistema, un hecho que solo ocurre una vez cada decenas o cientos de años.

El equipo observó unos extraños eclipses en el sistema que se repetían cada pocos minutos. Este hallazgo les llevó a dos conclusiones: el agujero negro debía estar casi de canto (tiene una inclinación de al menos 75 grados) y presenta una peculiar estructura vertical situada en el disco de acreción, el conjunto de la materia que el agujero va robando de la estrella y que forma una corriente en forma de disco, similar a la que genera el agua al destapar un fregadero.

Jorge Casares, coautor del artículo y director de la investigación, cree que «es posible que este tipo de estructuras estén presentes en todas o muchas binarias de rayos X, el conjunto de sistemas al que pertenece Swift J1357.2-0933». Aplicando reglas estadísticas, podrían ser un porcentaje de hasta el 20% de los sistemas de este tipo.

El astrofísico relata que los agujeros negros se forman a partir de la muerte de estrellas muy masivas y, de entrada, resulta complicado encontrarlos: «Al no emitir luz, es casi imposible detectarlos si se hallan solos. En caso de que formen sistema con una estrella, la probabilidad de observación es más alta, dado que lo que se ve es el proceso de ‘canibalización’ de la estrella por parte del agujero», explica. De esta manera se entiende que, desde que se detectó el primero en 1964, solo se hayan confirmado otros 18 agujeros negros en nuestra galaxia.

Swift J1357.2-0933, descubierto por el satélite de rayos X Swift en 2011 y estudiado por el equipo del IAC, es el último en la lista. Hay aproximadamente otros 32 más considerados como candidatos a agujero negro, pero todavía no se han confirmado.

Sin previo aviso

Muchas binarias de rayos X se caracterizan por permanecer en quietud durante decenas o cientos de años y, en este estado, es fácil confundirlas con estrellas corrientes. Sin previo aviso y en cualquier punto de la galaxia, estos sistemas erupcionan, provocando que el brillo que emiten aumente de forma considerable -casi un millón de veces-, lo que permite su detección por los satélites que hacen rastreo de emisiones de rayos X. Al cabo de unos meses, vuelven a su letargo. Es entonces, agrega Corral, cuando la comunidad científica puede analizar su estructura.

Misteriosos eclipses

Los científicos detectaron que el sistema tiene un período muy corto, de apenas 2,8 horas. En ese tiempo, la estrella completa una órbita en torno al agujero negro. Otra de las cuestiones que aclararon fue la masa del agujero, al menos tres veces la del Sol. Nuevas observaciones permitirán precisar ese valor.

Sin embargo, el hallazgo más insólito del sistema fueron sus eclipses. A partir de imágenes captadas con diferentes telescopios de los observatorios del Teide y del Roque de los Muchachos, observaron que se producían eclipses que reducían el brillo del sistema hasta un 30% en solo siete segundos y que se van repitiendo en intervalos mayores al cabo de los días. «Es la primera vez que se observa un fenómeno de estas características», señala el astrofísico del IAC. Los investigadores creen que están producidos por una estructura vertical que inicialmente está muy cerca del agujero negro y que poco a poco se va alejando como una onda desde las partes internas del disco de acreción hacia fuera.

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