Un equipo de astr\u00f3nomos dirigido por investigadores de la Universidad de Birmingham, el University College de Londres y la Queen’s University de Belfast ha descubierto uno de los “encendidos” m\u00e1s dram\u00e1ticos jam\u00e1s vistos de un agujero negro. Presentar\u00e1n sus hallazgos el martes 4 de julio en la Reuni\u00f3n Nacional de Astronom\u00eda de 2023 en Cardiff. El trabajo tambi\u00e9n se publicar\u00e1 en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.<\/p>\n\n\n\n
J221951-484240, conocido como J221951, es uno de los transitorios (objetos astrof\u00edsicos que cambian su brillo en un corto per\u00edodo de tiempo) m\u00e1s luminosos jam\u00e1s registrados. Fue descubierto por la Dra. Samantha Oates, astr\u00f3noma de la Universidad de Birmingham, y su equipo, en septiembre de 2019 mientras buscaban la luz electromagn\u00e9tica de un evento de ondas gravitacionales. El equipo estaba utilizando el Telescopio \u00d3ptico y Ultravioleta a bordo del Observatorio Neil Gehrels Swift para buscar una kilonova, el signo de una estrella de neutrones que se fusiona con otra estrella de neutrones o un agujero negro. Una kilonova generalmente aparece azul, luego se desvanece y se vuelve m\u00e1s roja en una escala de tiempo de d\u00edas. Lo que encontraron en cambio fue algo a\u00fan m\u00e1s inusual: J221951. El transitorio apareci\u00f3 azul, pero no cambi\u00f3 de color ni se desvaneci\u00f3 r\u00e1pidamente como lo har\u00eda una kilonova.<\/p>\n\n\n\n
Se utilizaron varios telescopios para seguir a J221951 y determinar su naturaleza, incluidos el telescopio espacial Swift\/UVOT y Hubble de la NASA, el gran telescopio de Sud\u00e1frica y las instalaciones de la ESO como el Very Large Telescope y el instrumento GROND en el telescopio MPG\/ESO de 2.2 metros en el Observatorio de La Silla.<\/p>\n\n\n\n
Un espectro de J221951 tomado con el telescopio espacial Hubble descart\u00f3 la asociaci\u00f3n de J221951 con el evento de onda gravitacional. Al examinar el espectro de luz de J221951, la Dra. Oates y su equipo pudieron determinar que la fuente est\u00e1 a unos 10.000 millones de a\u00f1os luz de distancia, en contraste con la se\u00f1al de onda gravitacional que se detect\u00f3 a menos de 500\u00a0millones de a\u00f1os luz de distancia. El hecho de que brille con tanta intensidad a una distancia tan grande convierte a J221951 en uno de los transitorios m\u00e1s luminosos jam\u00e1s detectados.<\/p>\n\n\n\n
La evidencia sugiere que J221951 surgi\u00f3 como resultado de un agujero negro supermasivo que se alimenta muy r\u00e1pidamente del material circundante. Se observ\u00f3 una galaxia roja en la ubicaci\u00f3n de J221951 antes de su detecci\u00f3n, y la ubicaci\u00f3n de J221951 es consistente con el centro de la galaxia, donde residir\u00eda naturalmente un agujero negro masivo. Comenz\u00f3 a brillar muy repentinamente, alrededor de 10 meses antes de la detecci\u00f3n inicial, lo que significa que el agujero negro comenz\u00f3 a alimentarse muy r\u00e1pidamente despu\u00e9s de estar en silencio durante un tiempo. El espectro ultravioleta muestra caracter\u00edsticas de absorci\u00f3n consistentes con el material empujado hacia el exterior por una gran liberaci\u00f3n de energ\u00eda. Esto, combinado con su gran luminosidad, hace de este uno de los “encendidos” m\u00e1s dram\u00e1ticos de un agujero negro jam\u00e1s vistos.<\/p>\n\n\n\n
El equipo ha identificado dos posibles mecanismos que podr\u00edan explicar esta alimentaci\u00f3n extrema de un agujero negro supermasivo. La primera es que puede haber sido causado por un evento de interrupci\u00f3n de marea: la interrupci\u00f3n de una estrella cuando pasa cerca del agujero negro supermasivo en el centro de su galaxia. La segunda es que puede haber sido producido por un n\u00facleo gal\u00e1ctico activo que cambia de estado de inactivo a activo. J221951 ser\u00eda entonces la se\u00f1al de que un agujero negro inactivo en el centro de la galaxia anfitriona ha comenzado a alimentarse de material de un disco de acreci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
El Dr. Matt Nicholl, miembro del equipo de la Queen’s University de Belfast, dijo: “Nuestra comprensi\u00f3n de las diferentes cosas que pueden hacer los agujeros negros supermasivos se ha ampliado enormemente en los \u00faltimos a\u00f1os, con descubrimientos de estrellas que se desgarran y acumulan agujeros negros con enormes luminosidades variables”. Y agrega: “J221951 es uno de los ejemplos m\u00e1s extremos hasta ahora de un agujero negro que nos toma por sorpresa. El monitoreo continuo de J221951 para calcular la liberaci\u00f3n total de energ\u00eda podr\u00eda permitirnos determinar si se trata de una interrupci\u00f3n de marea de una estrella por un agujero negro de giro r\u00e1pido, o un nuevo tipo de interruptor AGN”.<\/p>\n\n\n\n
El Dr. N. Paul Kuin, otro miembro del equipo del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard del University College de Londres, dijo: “El descubrimiento clave fue cuando el espectro ultravioleta del Hubble descart\u00f3 un origen gal\u00e1ctico. Esto muestra lo importante que es mantener una capacidad de espectr\u00f3grafo UV basada en el espacio para el futuro”.<\/p>\n\n\n\n
La Dra. Samantha Oates agrega: “En el futuro, podremos obtener pistas importantes que ayuden a distinguir entre el evento de interrupci\u00f3n de marea<\/a> y los escenarios de n\u00facleos gal\u00e1cticos activos. Por ejemplo, si J221951 est\u00e1 asociado con un AGN encendido, podemos esperar que se detenga. desvaneciendo y aumentando nuevamente en brillo, mientras que si J221951 es un evento de interrupci\u00f3n de marea, esperar\u00edamos que contin\u00fae desvaneci\u00e9ndose. Tendremos que continuar monitoreando J221951 durante los pr\u00f3ximos meses o a\u00f1os para capturar su comportamiento tard\u00edo”.<\/p>\n\n\n\n