Observan cómo un agujero negro “despierta”, engulle y expulsa masa

Astrónomos de todo el mundo observan por primera vez con “gran precisión” el momento en el que un agujero negro, que ha estado “dormido” desde 1989, engulle y expulsa masa procedente de su estrella vecina, ha informado hoy el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).

La observación se inició hace diez días en V404 Cygni, un sistema binario compuesto por un agujero negro y una estrella que orbitan uno alrededor de la otra en la constelación del Cisne, a casi 8.000 años luz de la Tierra.

El Gran Telescopio Canarias, ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en la isla canaria de La Palma, lidera las observaciones ópticas de este fenómeno único, se indica en un comunicado del IAC.

Este fenómeno es uno de los temas centrales de la Semana Europea de la Astronomía y las Ciencias de Espacio EWASS 2015, que se celebra en La Laguna (Tenerife).

Según explica en un comunicado Teo Muñoz-Darias, investigador del IAC y uno de los responsables de las observaciones de este fenómeno en el Gran Telescopio Canarias, en un sistema binario de estas características las capas externas de la estrella se sienten más atraídas por la gravedad del agujero negro que por la de la estrella.

De ese modo se empieza a transferir material en torno al agujero negro y se forma un disco de acreción.

Cuando el disco es suficientemente denso, se producen inestabilidades que precipitan la caída del material acumulado sobre el agujero negro y dan lugar a erupciones.

Teo Muñoz-Darias prosigue que tras una larga temporada de quietud, en la que no se emiten rayos X, cuando el agujero negro “engulle” esa materia se generan rayos X y radiación en altas energías.

“Lo que vemos inicialmente es un aumento brusco de brillo a muy altas energías”, aclara Muñoz-Darias, quien agrega que la materia se aproxima al agujero negro y parte de ella se transforma en energía por un mecanismo que está, de algún modo, íntimamente ligado a la expulsión de parte de esa materia.

Esas eyecciones pueden ser estudiadas por primera vez con telescopios ópticos.

En cuanto el fenómeno se confirmó en el Gran Telescopio Canarias se activó un Target of Opportunity, unas observaciones reservadas para eventos extraordinarios, y desde el 17 de junio pasado trabajan en ello Teo Muñoz-Darias, Jorge Casares y Daniel Mata Sánchez, del IAC.

Gracias al gran tamaño del área colectora del espejo del Gran Telescopio Canarias se pueden tener un espectro cada cien segundos.

Los astrónomos ven líneas de emisión típicas de esos sistemas cuando están activos y, además, ven que hay detalles de esas líneas que cambian rápidamente.

En concreto detectan variaciones que indican que parte del material es también expulsado del sistema a grandes velocidades, y han visto que el sistema está activo en rayos X pero también en todo el espectro.

El descubrimiento de este tipo de sistemas binarios se produce en momentos de erupción como el que se está observando estos días.

De hecho, V404 Cygni se pudo caracterizar y medir su masa gracias a su última gran erupción de rayos X, que data de 1989 (hasta entonces se pensaba que era una estrella variable tipo nova, es decir un sistema binario con una enana blanca en vez de un agujero negro).

Uno de los autores del descubrimiento de este agujero negro, que se publicó en 1992 en Nature, fue Jorge Casares.

Unos pocos sistemas binarios de este tipo (estrella y agujero negro) muestran erupciones cada pocos años, mientras que la inmensa mayoría permanecen “hibernados” incluso durante siglos.

V404 Cygni ha estado “dormido” desde 1989. Su periodo de actividad parece tener una frecuencia de entre 20 y 30 años, porque también se registraron erupciones, en placas fotográficas, en los años 30 y a finales de los años 50 del siglo pasado.