El enigma de las se?ales c¨®smicas que llegan cada 131 segundos

Durante 500 d¨ªas, unas potentes se?ales de rayos X llegaron a la Tierra desde una remota galaxia. Lo m¨¢s sorprendente es que eran peri¨®dicas. Se repet¨ªan exactamente cada 131 segundos. Para alcanzar esa galaxia y conocer el origen de esas se?ales habr¨ªa que viajar durante casi 300 millones de a?os a 300.000 kil¨®metros por segundo ¡ªla velocidad de la luz¡ª algo totalmente imposible con la tecnolog¨ªa actual. Ahora, gracias a varios telescopios espaciales, un equipo de astr¨®nomos ha conseguido explicar el fen¨®meno y, de paso, aclarar c¨®mo se alimentan los agujeros negros.

La teor¨ªa de la relatividad de Einstein predice la existencia de estos cuerpos, cad¨¢veres de grandes estrellas cuya enorme masa se concentra en una superficie esf¨¦rica reducida de forma que nada que cruce su umbral puede escapar a su poderosa fuerza gravitatoria, ni siquiera la luz. Son invisibles a los telescopios, pero gracias a la observaci¨®n de su entorno puede conocerse mejor las diferentes clases de agujeros y su comportamiento.

Un evento como este sucede solo una vez cada 50.000 a?os en una galaxia Dheeraj Pasham, astrof¨ªsico

En noviembre de 2014, varios telescopios captaron un estallido de rayos X llegado desde un agujero negro con una masa un mill¨®n de veces superior a la del Sol que est¨¢ en el centro de la galaxia en cuesti¨®n. Es un cuerpo similar al que hay en el centro de nuestra propia galaxia, la V¨ªa L¨¢ctea. El destello se produjo cuando el agujero engull¨® una estrella que cruz¨® el horizonte de sucesos, el l¨ªmite m¨¢s all¨¢ del cual nada puede escapar a su atracci¨®n.

¡°Un evento como este sucede solo una vez cada 50.000 a?os en una galaxia¡±, resalta Dheeraj Pasham, f¨ªsico del Instituto Tecnol¨®gico de Massachusetts (MIT), en EE UU. Su equipo ha analizado las observaciones de este agujero negro hechas por los telescopios espaciales XMM Newton de la Agencia Espacial Europea, y?Chandra y Swift de la NASA. Todos captaron la misma se?al pautada de rayos X que llegaba justo desde el horizonte de sucesos.

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Gracias a estas se?ales el equipo ha podido estimar por primera vez la velocidad de rotaci¨®n de un agujero negro: 150.000 kil¨®metros por segundo, es decir, la mitad de la velocidad de la luz, seg¨²n explican en un estudio publicado este jueves?en Science y presentado en el congreso de la Sociedad Astron¨®mica de EE UU, que se celebra en Seattle.

La hip¨®tesis del equipo es que parte de la estrella no fue devorada, sino que se desintegr¨® en una nube de gas y polvo que qued¨® orbitando justo en el horizonte del agujero. Los pulsos peri¨®dicos se deben a que hay otra estrella en la misma ¨®rbita, una enana blanca, que arrastr¨® consigo la nube de polvo y produce las emisiones peri¨®dicas de rayos X. Se trata de un fen¨®meno extremadamente raro que durar¨¢ solo unos cientos de a?os antes de que el agujero se trague a este otro astro, explican los responsables del estudio.

El trabajo de Pasham permitir¨¢ explorar regiones del cosmos imposibles de visitar y aclarar la evoluci¨®n de este tipo de agujeros negros, fundamentales para la evoluci¨®n de las galaxias que se forman a su alrededor. ¡°Usando estos mismos principios¡±, explica Pasham, se podr¨ªa inferir la rotaci¨®n de otros agujeros negros supermasivos e incluso crear ¡°una funci¨®n de distribuci¨®n para explicar c¨®mo han evolucionado los agujeros negros supermasivos desde el principio del tiempo hasta ahora¡±, explica. Sobre los pulsos peri¨®dicos, tal vez no se vuelva a saber m¨¢s. ¡°La se?al estuvo activa durante 500 d¨ªas. Despu¨¦s el brillo disminuy¨® radicalmente y ya no es detectable con ning¨²n telescopio¡±, explica el astrof¨ªsico. Solo se conoce otro caso de este tipo de se?ales, a?ade.

El a?o pasado se capt¨® otro potente estallido de rayos X llegado de un lugar a apenas 10.000 a?os luz de la Tierra. Era un agujero negro de 10 masas solares que acababa de engullir una gran cantidad de polvo y gas que proven¨ªa de una estrella cercana. Un equipo de astr¨®nomos de EE UU y Europa recurrieron al experimento Nicer, que comenz¨® a funcionar el a?o pasado a bordo de la Estaci¨®n Espacial Internacional, para cartografiar el agujero negro en funci¨®n de sus emanaciones de luz. Alrededor de estos cuerpos se forma un disco de gas y polvo a cientos de miles de grados sometido a la gran velocidad de rotaci¨®n, lo que acaba descomponiendo los ¨¢tomos. Los protones y los neutrones quedan en este disco de acreci¨®n mientras que los electrones forman una nube justo encima del agujero que recibe el nombre de corona. El estudio, publicado en la portada de la revista Nature, ha captado c¨®mo esta corona se contrae decenas de kil¨®metros cuando el agujero se pega un atrac¨®n de materia estelar y escupe los potentes estallidos de rayos X.

Es la primera vez que se observa algo as¨ª en un agujero negro cercano y de peque?o tama?o, los m¨¢s violentos. Los cient¨ªficos creen que pueden utilizar estos cuerpos como an¨¢logos de los agujeros supermasivos para estudiar sus efectos en la evoluci¨®n de galaxias distantes. El equipo ha captado ya otros cuatro eventos similares con el instrumento a bordo de la ISS, seg¨²n Phil Uttley, coautor del estudio. ¡°Estamos a punto de conseguir descubrimientos rompedores¡±, asegura.