Descubren continuos vientos infrarrojos en la erupción de un agujero negro

Hasta la fecha, solamente se habían detectado estos flujos de materia en otros rangos espectrales, como los rayos X y el visible, dependiendo del momento en el que el agujero negro consume la masa que le rodea, ha informado el IAC en un comunicado.

El estudio muestra la primera evidencia de que los vientos están presentes a lo largo de toda la evolución de la erupción, independientemente de la fase en la que se encuentra, lo que representa un paso más para comprender el funcionamiento de estos enigmáticos procesos de acreción en agujeros negros de masa estelar.

Un agujero negro y una estrella compañera

Las binarias de rayos X son un tipo de sistema binario que emite una intensa radiación y están formadas por un objeto compacto, habitualmente un agujero negro, y por una estrella compañera. Según publica Astronomy and Astrophysics Letters, las binarias de rayos X poco masivas (LMXB por sus siglas en inglés) tienen una estrella compañera con una masa igual o menor a la masa de nuestro Sol.

En estos sistemas ambas componentes orbitan tan cerca una de otra que parte de la masa de la estrella cae en el pozo gravitatorio del agujero negro, formando un disco plano de materia a su alrededor. A este proceso se le denomina acreción y al disco resultante, disco de acreción.

Algunas binarias de rayos X llamadas transitorias alternan durante su existencia estados de quietud, en el que la cantidad de masa que acreta el agujero negro es baja y su brillo es demasiado débil como para poder observarlo desde la Tierra, con estados eruptivos en los que el agujero negro aumenta su tasa de acreción y el material del disco se calienta alcanzando temperaturas de entre uno y diez millones de grados Kelvin.

Durante estas erupciones, que pueden durar desde semanas hasta varios meses, el sistema emite una gran cantidad de radiación en rayos X y aumenta su brillo en varias magnitudes. Aún no se conocen con precisión los procesos físicos que ocurren en estos episodios de acreción.

“Estos sistemas son lugares donde la materia está sometida a uno de los campos gravitatorios más extremos del universo, por lo que las binarias de rayos X son laboratorios de física únicos que nos ofrece la naturaleza para el estudio de objetos compactos y el comportamiento de la materia a su alrededor”, explica Javier Sánchez, investigador predoctoral del IAC y primer autor del artículo.

Uno de los procesos físicos más importantes que los científicos necesitan entender es la eyección de material o vientos durante los episodios de acreción. Según Teo Muñoz Darias, investigador del IAC y coautor del trabajo, “el estudio de los vientos en estos sistemas resulta clave para poder entender el funcionamiento de los procesos de acreción, ya que dichos vientos pueden llegar a arrastrar incluso más cantidad de material que el que es acretado por el agujero negro”.

Mismo viento, distintos estados

En concreto, la erupción que ha sido objeto de estudio tuvo lugar en el periodo 2018-2019. En las dos últimas décadas se han descubierto y observado vientos en rayos X durante un estado de la erupción denominado soft, en el que domina la radiación emitida por el disco de acreción y presenta una alta luminosidad.

Más recientemente, este mismo grupo del IAC ha descubierto, en el rango visible, vientos en el estado de acreción hard, que se caracteriza por la aparición de un jet que surge en direcciones aproximadamente perpendiculares al disco de acreción y que emite una fuerte componente en ondas de radio.

En el actual trabajo, subraya Sánchez, se ha presentado el descubrimiento de vientos infrarrojos que están presentes durante ambos estados de acreción, hard y soft, a lo largo de toda la evolución de la erupción, por lo que su presencia es independiente del estado de acreción, y es la primera vez que se observa un viento de tales características. EFE.