Una fuerza misteriosa destruye el anillo de plasma del monstruoso agujero negro

Telescopios de todo el mundo vieron aparecer un destello brillante alrededor de un agujero negro supermasivo y distante. Y luego, muy rápidamente, se fue.

El agujero negro, el núcleo pesado de una galaxia llamada 1ES 1927 + 654, era visible desde la Tierra debido a su corona, el anillo de partículas sobrecalentadas girando alrededor de su horizonte de eventos, o el punto sin retorno de la materia que cae. No había nada especial en este estado de cosas; en todo el espacio, los astrónomos pueden detectar agujeros negros supermasivos gracias a sus coronas luminosas. Y esta corona estaba ubicada dentro de un núcleo galáctico activo aparentemente ordinario (AGN), o una región más grande de polvo, gas y cúmulos de estrellas..

Pero en marzo de 2018, la corona de este agujero negro brilló brevemente con más brillo. El All-Sky Automated Survey for Super-Novae (ASSASN), un grupo de 24 telescopios de la Universidad Estatal de Ohio en todo el mundo diseñados para cazar supernovas, obtuvo un aumento de 40 veces en el brillo..

"Este era un AGN que conocíamos, pero no era muy especial", dijo Erin Kara, física del MIT y autora principal de un artículo sobre el evento, en un comunicado. "Entonces notaron que este AGN común y corriente se volvió repentinamente brillante, lo que llamó nuestra atención, y comenzamos a apuntar a muchos otros telescopios en muchas otras longitudes de onda para mirarlo".

Después de que el AGN se encendió, se atenuó de repente. El agujero negro en su centro, que se puede ver mejor con telescopios de rayos X, pareció volverse 10.000 veces menos brillante en menos de un año..

"Esperamos que los cambios de luminosidad tan grandes varíen en escalas de tiempo de muchos miles a millones de años", dijo Kara. Mientras tanto, esta región, "Pero en este objeto, lo vimos cambiar en 10,000 durante un año, e incluso cambió en un factor de 100 en ocho horas, lo cual es totalmente inaudito y realmente alucinante".

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Sin embargo, la atenuación no duró. Después del período inicial de atenuación de 8 horas, la corona continuó atenuándose durante gran parte del año siguiente. Luego, en un lapso de solo unos meses, el agujero negro se iluminó nuevamente. Ahora se ve casi exactamente como lo hacía antes de que la corona brillara y desapareciera..

Entonces qué pasó?

Los científicos no están seguros, pero Kara y sus colegas tienen una teoría.

Detectamos agujeros negros principalmente debido a sus discos de acreción, los anillos de materia que giran a su alrededor, de los cuales la corona es solo la parte más interna y que se mueve más rápido..

Los agujeros negros se alimentan y crecen bebiendo de sus discos de acreción. Es difícil que algo caiga directamente a través del horizonte de eventos sin primero romperse y pasar tiempo girando círculos a su alrededor. (Esto es cierto para cualquier objeto pesado en el espacio; es mucho más difícil caer al sol, por ejemplo, que orbitarlo). Gran parte de la materia en un disco de acreción finalmente cae en el agujero negro, pero solo después de un largo período de dar vueltas al desagüe.

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Para que algo salga de un disco de acreción y entre en un agujero negro, los físicos creen que algo tiene que empujar ese objeto. Por lo general, el culpable es la turbulencia. Pero si algo pesado, probablemente una estrella, chocara contra la corona de 1ES 1927 + 654, la estrella podría haberse roto y perturbado el disco de acreción lo suficiente como para arrojar la materia en órbita al conjunto negro de una vez. Los investigadores llaman a este tipo de evento una "interrupción de las mareas".

En ese caso, el primer destello brillante probablemente habría sido la estrella que se abrió al golpear la corona. La gravedad masiva del agujero negro habría abrumado a la gravedad que mantenía unida a la estrella, destrozándola.

La precipitada caída de la luminosidad de 8 horas habría sido la interrupción de la marea inicial del disco de acreción. Un montón de gas, polvo y plasma que había estado orbitando en círculos ordenados antes de que llegara la estrella habría caído más allá del horizonte de sucesos de una vez, golpeado por la colisión con la estrella. Y luego, la mayor atenuación durante un período de meses habría sido la materia restante, empujada que caía de una órbita ahora inestable..

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Una estrella rebelde también podría haber interrumpido las líneas del campo magnético alrededor del agujero negro. El campo magnético de un agujero negro puede ayudar a mantener una corona de alta energía: las líneas del campo magnético que mantienen en su lugar al material giratorio y de alta energía ... Una colisión con una estrella podría interrumpir ese campo lo suficiente como para que la corona se desmorone..

Si eso es lo que pasó aquí, es un gran problema.

Hay muchas cosas sobre las coronas de los agujeros negros que los científicos no comprenden, incluidas las ubicaciones de las líneas del campo magnético que las mantienen intactas. Pero sí saben que un agujero negro del tamaño de 1ES 1927 + 654 tendría que acercarse a unos 45 millones de millas (75 millones de kilómetros) de la singularidad en sí para ser atraído. Eso no es mucho más que la distancia de Mercurio a el sol.

Si una estrella interrumpió los campos magnéticos del agujero negro después de desmoronarse a esa distancia, eso sugiere que la corona y las líneas del campo magnético también están tan lejos del agujero negro. Desde la Tierra, las coronas de los agujeros negros están demasiado cerca de sus singularidades centrales para medir directamente las distancias involucradas. Entonces eso es un gran problema.

"Con la salvedad de que este evento ocurrió por una interrupción estelar de la marea, esta sería una de las restricciones más estrictas que tenemos sobre dónde debe existir la corona", dijo Kara. "Queremos vigilarlo ... Todavía está en este inusual estado de alto flujo, y tal vez vuelva a hacer algo loco, así que no queremos perdernos eso".