Un equipo internacional de astrofísicos de Southampton, Oxford y Sudáfrica ha detectado un viento de salida muy caliente y denso cerca de un agujero negro a al menos 25,000 años luz de la Tierra.
El investigador principal, el profesor Phil Charles, de la Universidad de Southampton, explicó que el gas helio ionizado e hidrógeno se emitía en ráfagas que se repetían cada 8 minutos, la primera vez que se observaba este comportamiento alrededor de un agujero negro.en el diario Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .
El objeto que estudió el equipo del profesor Charles fue Swift J1357.2-0933, que se descubrió por primera vez como un transitorio de rayos X, un sistema que exhibe estallidos violentos, en 2011. Todos estos transitorios consisten en una estrella de baja masa,similar a nuestro Sol y un objeto compacto, que puede ser una enana blanca, una estrella de neutrones o un agujero negro. En este caso, Swift J1357.2-0933 tiene un objeto compacto de agujero negro que es al menos 6 veces la masa de nuestro Sol.
El material compacto de la estrella normal es arrastrado por el objeto compacto hacia un disco entre los dos. Los estallidos masivos ocurren cuando el material en el disco se calienta e inestable y libera grandes cantidades de energía.
El profesor Charles dijo: "Lo que era particularmente inusual acerca de este sistema era que los telescopios terrestres habían revelado que su brillo óptico mostraba caídas periódicas en su salida y que el período de estas caídas cambiaba lentamente de alrededor de 2 minutos a alrededor de 10 minutos comoel estallido evolucionó. Tal comportamiento extraño nunca se ha visto en ningún otro objeto.
"La causa de estas notables y rápidas inmersiones ha sido un tema candente de debate científico desde su descubrimiento. Así que fue con gran entusiasmo que los astrónomos saludaron el segundo estallido de este objeto a mediados de 2017, presentando una oportunidad para estudiar estocomportamiento extraño en mayor detalle "
El profesor Charles y su equipo reconocieron que la clave para obtener la respuesta era obtener espectros ópticos varias veces durante cada ciclo de inmersión, esencialmente estudiando cómo cambiaba su color con el tiempo. Pero con el objeto aproximadamente 10.000 veces más débil que la estrella más débil visiblea simple vista y el período de inmersión de solo alrededor de 8 minutos, se tuvo que usar un telescopio muy grande.
Entonces, usaron SALT, el Gran Telescopio del Sur de África, el telescopio óptico más grande del hemisferio sur.
La Universidad de Southampton es uno de los socios fundadores del Reino Unido en SALT, y junto con sus colaboradores sudafricanos, son parte de un Programa de Ciencia Grande de múltiples socios para estudiar transitorios de todo tipo. SALT no solo tiene la enorme colección necesariaárea tiene un espejo de 10 m de diámetro, pero los astrónomos residentes del personal operan de manera 100% programada en la cola, lo que significa que puede responder fácilmente a eventos transitorios impredecibles. Esto fue perfecto para Swift J1357.2-0933, ySALT obtuvo más de una hora de espectros, con una tomada cada 100 segundos.
"Nuestras observaciones oportunas de este fascinante sistema demuestran cómo la respuesta rápida de SALT, a través de su operación flexible programada en cola, lo convierte en una instalación ideal para estudios de seguimiento de objetos transitorios", dijo el Dr. David Buckley, investigador principal deel programa transitorio SALT, basado en el Observatorio Astronómico de Sudáfrica, que también agregó: "Con la disponibilidad instantánea de varios instrumentos diferentes en SALT, también podemos modificar dinámicamente nuestros planes de observación para adaptarnos a los objetivos científicos y reaccionar a los resultados, casien tiempo real"
El profesor Charles agregó: "Los resultados de estos espectros fueron sorprendentes. Mostraron helio ionizado en absorción, que nunca antes se había visto en tales sistemas. Esto indicaba que debía ser tanto denso como caliente, alrededor de 40,000 grados. Más notablemente, las características espectrales se desplazaron hacia el azul debido al efecto Doppler, lo que indica que nos soplaban a unos 600 km / s. Pero lo que realmente nos sorprendió fue el descubrimiento de que estas características espectrales solo eran visibles durante las inmersiones ópticas en elcurva de luz. Hemos interpretado esta propiedad única como debido a una deformación u ondulación en el disco de acreción interno que orbita el agujero negro en la escala de tiempo de inmersión. Esta deformación está muy cerca del agujero negro a solo 1/10 del radio deel disco."
¿Qué está alejando este asunto del agujero negro? Es casi seguro que es la presión de radiación de los rayos X intensos generados cerca del agujero negro. Pero tiene que ser mucho más brillante de lo que vemos directamente, lo que sugiere que el material caehacia el agujero negro lo oculta de la vista directa, como nubes que oscurecen el Sol. Esto ocurre porque estamos viendo el sistema binario desde un punto estratégico donde el disco aparece de borde, como se muestra en la ilustración esquemática, y las gotas giratoriasen este disco oscurecemos nuestra visión del agujero negro central.
Curiosamente, no hay eclipses por parte de la estrella compañera vista, ya sea en los rayos ópticos o de rayos X, como podría esperarse. Esto se explica por ser muy pequeño y constantemente a la sombra del disco. Esta inferencia proviene de un modelado teórico detalladode los vientos soplados por los discos de acreción que fue llevado a cabo por uno de los equipos, James Matthews de la Universidad de Oxford, utilizando cálculos de supercomputadora.
Este objeto tiene propiedades notables entre un grupo de objetos ya interesante que tiene mucho que enseñarnos sobre los puntos finales de la evolución estelar y la formación de objetos compactos. Ya conocemos un par de docenas de sistemas binarios de agujeros negros en nuestra galaxia, que tienen masas en el rango de masa solar 5-15, y el agujero negro único en nuestro Centro Galáctico es de alrededor de 4 millones de masas solares. Todos crecen por la acumulación de materia que hemos presenciado tan espectacularmente en este objeto.sabemos que una fracción sustancial del material acreedor se está volando. Cuando eso sucede desde los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias, esos poderosos vientos y chorros pueden tener un gran impacto en el resto de la galaxia.
El profesor Charles concluyó "Estas versiones binarias de período corto son una manera perfecta de estudiar esta física en acción"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Southampton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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