Un agujero negro es grabado en alta definición por primera vez y revelan sus ‘secretos’
Usando las cámaras más sofisticadas y datos de sus observaciones desde el espacio, los científicos muestran cómo actúa uno de los objetos más enigmáticos del universo, con un nivel de detalle nunca antes visto.
Astrónomos de la Universidad de Southampton han logrado crear la película de un agujero negro en crecimiento gracias a cámaras de última generación que permitieron obtener imágenes del masivo objeto ubicado en nuestra propia Vía Láctea.
Mientras el agujero negro se alimentaba de una estrella cercana, emitió una potente cantidad de radiación que fue detectada en luz visible por el instrumento HiPERCAM en el Gran Telescopio Canarias y en rayos X por el observatorio NICER de la NASA, instalado a bordo de la Estación Espacial Internacional.
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Se trata de un sistema binario (agujero negro y estrella) denominado MAXI J1820 + 070, y fue hallado por primera vez a inicios de 2018. Mientras elaboraban la inédita película, el equipo de astrónomos descubrió nuevas pistas para comprender el entorno de estos objetos. Su trabajo acaba de ser publicado en los avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
Este sistema está ubicado a solo 10 000 años luz de distancia, en nuestra galaxia. Esto es relativamente cerca, teniendo en cuenta que el agujero negro del centro de la Vía Láctea está a 25 000 años luz.
Este agujero negro, que nació a partir del colapso de una estrella, tiene una masa aproximada de 7 soles; esto les permitió a los astrónomos calcular su tamaño: una región ultradensa no más grande que la ciudad de Londres.
Casi indetectable
Dadas sus pequeñas dimensiones, la radiación que emite no es tan violenta como en los agujeros negros supermasivos, por lo que es sumamente difícil estudiarlos, incluso para el Event Horizon Telescope, que este año tomó la primera fotografía del colosal agujero negro en el centro de la galaxia M87, ubicado a 54 millones de años luz de la Tierra.
No obstante, los instrumentos HiPERCAM y NICER permitieron realizar una película de alta velocidad sobre este fenómeno de alimentación cósmica, y así los investigadores pudieron descubrir, a más de 300 fotogramas por segundo, los violentos destellos de luz visible y de rayos X que salen desde al agujero negro.
Cabe destacar que la luz visible puede ser observada por el ojo humano y, con mayor precisión, por los telescopios; pero las emisiones de rayos X, que son producidas por el gas sobrecalentado en regiones como el entorno de los agujeros negros, solo pueden ser detectadas por instrumentos especializados en el espacio, ya que la atmósfera de la Tierra los bloquearía.
“La película se realizó con datos reales, pero disminuimos a 1/10 la velocidad original para permitir que el ojo humano perciba los destellos más rápidos” dijo en un comunicado John Paice, astrónomo graduado de la Universidad de Southampton y del Centro Interuniversitario de Astronomía y Astrófísica en India. Es el autor principal del estudio y creador de la película.
“Podemos ver cómo el material alrededor del agujero negro es tan brillante, está eclipsando a la estrella que está consumiendo, y los parpadeos más rápidos duran solo unos pocos milisegundos: esa es la producción (efecto) de más de cien soles emitidos en un abrir y cerrar de ojos”, explicó.
La primera imagen captada de un agujero negro. Crédito: EHT.
Confirmando un fenómeno
Cuando los científicos observaban caídas en los niveles de rayos X, había un aumento de luz visible (y viceversa), tal como se observa en el video. Asimismo, descubrieron que los destellos más rápidos en luz visible aparecían milisegundos después de los rayos X.
Este hallazgo revela la presencia de un elemento fascinante llamando plasma distinto, que es material supercaliente donde los electrones se separan de los átomos por el efecto de la gravedad del agujero negro.
Anteriormente se había detectado una diferencia de una fracción de segundo entre el destello de rayos X y la luz visual en otros dos sistemas de agujeros negros. Pero a este nivel de detalle, nunca se había observado.
“El hecho de que ahora vemos esto en tres sistemas refuerza la idea de que es una característica unificadora de tales agujeros negros en crecimiento. Si es cierto, esto debe estar diciéndonos algo fundamental sobre cómo fluye el plasma alrededor de los agujeros negros en acción”, indica Dr. Poshak Gandhi, también de Southampton.
“Estas son condiciones físicas extremas que no podemos replicar en los laboratorios de la Tierra, y no entendemos cómo la naturaleza maneja esto. Tales datos serán cruciales para la búsqueda de la teoría correcta”, estima el astrónomo.
