Los novedosos comportamientos de un agujero negro supermasivo cercano que habrían sorprendido a los expertos

Un agujero negro supermasivo ha mantenido a los astrónomos pegados a sus telescopios durante los últimos años. Primero se produjo una desaparición sorpresiva y ahora se observa un acto de giro inestable. Científicos del MIT han presentado estos hallazgos en la 245ª reunión de la American Astronomical Soceity y publicarán los resultados en un próximo artículo en Nature.

El agujero negro en cuestión es 1ES 1927+654, que tiene una masa similar a la de un millón de soles y se encuentra en una galaxia que se encuentra a 100 millones de años luz de distancia. En concreto, los astrónomos han detectado destellos de rayos X procedentes del agujero negro a un ritmo cada vez mayor. A lo largo de un período de dos años, los destellos, con oscilaciones de milihercios, aumentaron su frecuencia de cada 18 minutos a cada siete minutos. Esta espectacular aceleración de los rayos X no se había observado hasta ahora en un agujero negro.

«Esto sería lo más cercano que conocemos alrededor de un agujero negro», confirma Megan Masterson, estudiante de posgrado en física del MIT, quien codirigió el descubrimiento. «Esto nos indica que objetos como las enanas blancas pueden vivir muy cerca de un horizonte de sucesos durante un período de tiempo relativamente prolongado».

Si una enana blanca es la causa del misterioso destello del agujero negro, también emitiría ondas gravitacionales, en un rango que sería detectable por observatorios de próxima generación como la Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA) de la NASA. «Estos nuevos detectores están diseñados para detectar oscilaciones en la escala de minutos, por lo que este sistema de agujero negro está en ese punto óptimo», comenta la coautora Erin Kara, profesora asociada de física en el MIT.

Masterson y Kara exploraron modelos para varios fenómenos astrofísicos que podrían explicar los patrones de rayos X que observaron, incluida una posibilidad relacionada con la corona del agujero negro. «Una idea es que esta corona oscila, tal vez se mueve de un lado a otro, y si comienza a encogerse, esas oscilaciones se aceleran a medida que las escalas se hacen más pequeñas», dice Masterson. «Pero estamos en las primeras etapas de la comprensión de las oscilaciones coronales».

Un escenario más probable, y que los científicos comprenden mejor en términos de la física involucrada, tiene que ver con una enana blanca temeraria. «Estas cosas son realmente pequeñas y bastante compactas, y nuestra hipótesis es que se trata de una enana blanca que se está acercando tanto al agujero negro», argumenta Masterson.

La enana blanca está prácticamente al borde del abismo y se estima que se encuentra a tan solo unos pocos millones de kilómetros del horizonte de sucesos. Sin embargo, los investigadores predicen que la estrella no caerá en él. Si bien la gravedad del agujero negro puede atraer a la enana blanca hacia adentro, la estrella también está perdiendo parte de su capa exterior hacia el agujero negro. Este desprendimiento actúa como un pequeño contragolpe, de modo que la enana blanca, un objeto increíblemente compacto en sí mismo, puede resistirse a cruzar el límite del agujero negro.

«Como las enanas blancas son pequeñas y compactas, es muy difícil desmembrarlas, por lo que pueden estar muy cerca de un agujero negro», afirma Kara. «Si este escenario es correcto, esta enana blanca está justo en el punto de inflexión y es posible que la veamos alejarse aún más».

El equipo planea seguir observando el sistema, con telescopios existentes y futuros, para comprender mejor la física extrema que se desarrolla en los entornos más internos de un agujero negro. Están particularmente entusiasmados por estudiar el sistema una vez que se lance el detector de ondas gravitacionales LISA (actualmente planeado para mediados de la década de 2030), ya que las ondas gravitacionales que debería emitir el sistema estarán en un punto óptimo que LISA podrá detectar claramente.