Detectan materia cayendo a un agujero negro al 30% de la velocidad de la luz

Bajo la dirección de Ken Pounds, de la Universidad de Leicester, los investigadores utilizaron para sus observaciones el telescopio europeo de rayos X XMM Newton. Y sus resultados se publican en la ultima edición de la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Como sabemos muy bien, los agujeros negros son objetos con un campo gravitacional tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, consigue escapar de ellos, hecho que les ha valido su nombre. Pero estos extraños objetos resultan muy importantes para la Astronomía, ya que son la mejor y más eficiente forma que se conoce de extraer energía de la materia. Por eso, una nube de gas en plena caída hacia un agujero negro puede convertirse en uno de los fenómenos más energéticos de todo el Universo.

En el centro de prácticamente cualquier galaxia, incluida nuestra Vía Láctea, se oculta un agujero negro supermasivo, con masas equivalentes a millones, incluso a miles de millones de veces la de nuestro Sol. Y cuando en ellos cae la suficiente cantidad de materia, estos auténticos monstruos espaciales pueden volverse extremadamente luminosos. En esos casos, los agujeros negros reciben el nombre de cuásar .

Sin embargo, los agujeros negros son tan compactos que el gas casi nunca cae en ellos directamente, sino que gira a su alrededor, en órbitas cada vez más cercanas y rápidas que forman un disco de acreción. A medida que el gas gira en espiral hacia adentro, se mueve cada vez más rápido y se vuelve caliente y luminoso, convirtiendo la energía gravitacional en la radiación que observan los astrónomos.

Se supone a menudo que la órbita del gas está alineada con la rotación del propio agujero negro, pero no hay una razón convincente para que sea así. De hecho, el motivo por el que tenemos verano e invierno es precisamente que la rotación diaria de la Tierra no se alinea con su órbita anual alrededor del Sol.

Hasta ahora, sin embargo, sigue sin saberse exactamente cómo esa rotación desalineada podría afectar a la caída del gas. Y se trata de algo de gran importancia en el proceso de “alimentación” de agujeros negros supermasivos, ya que la materia (nubes de gas interestelar o incluso estrellas aisladas) puede caer desde cualquier dirección.

Usando los datos de XMM-Newton, Pounds y sus colaboradores observaron los espectros de rayos X (donde los rayos X se dispersan por la longitud de onda) de la galaxia PG211 + 143.

Y encontraron que los espectros estaban fuertemente desplazados al rojo, mostrando que la materia observada caía directamente en el agujero negro a la enorme velocidad del 30% de la velocidad de la luz, o alrededor de 100.000 kilómetros por segundo . Y sin indicación alguna de que estuvieran siguiendo una órbita.

La explicación para esta peculiar observación se encuentra en un reciente trabajo teórico que mostró que los anillos de gas que forman el disco de acreción pueden fragmentarse y chocar unos con otros, cancelando así su rotación y haciendo que el gas superviviente se precipite directamente hacia el agujero negro. Que es precisamente lo observado por Pounds.

En palabras del investigador, “la galaxia que observamos con el XMM Newton posee un agujero negro de 40 millones de masas solares, que es muy brillante y, evidentemente, bien alimentado”.

"Hemos sido capaces -continúa- de seguir la evolución de un conglomerado de materia del tamaño de la Tierra durante todo un día, a medida que aceleraba hacia el agujero negro, a un tercio de la velocidad de la luz, justo antes de ser devorado".