Cuando agujeros negros tragar grandes cantidades de materia del espacio a su alrededor, no son exactamente sutiles al respecto. Eructan enormes destellos de rayos X, generados por el material que se calienta a temperaturas intensas a medida que es aspirado hacia el calabozo, tan brillante que podemos detectarlos desde la Tierra.
Este es el comportamiento normal del agujero negro. Lo que no es normal es que esas bengalas de rayos X arrojen con regularidad mecánica, un comportamiento desconcertante reportado el año pasado de un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia a 250 millones de años luz de distancia. Cada nueve horas, auge: llamarada de rayos X.
Después de un estudio cuidadoso, el astrónomo Andrew King de la Universidad de Leicester en el Reino Unido cree que ha identificado la causa: una estrella muerta que soportó su pincel con un agujero negro, atrapado en una órbita elíptica de nueve horas a su alrededor. Cada paso cercano, o periastrón, el agujero negro absorbe más material de la estrella.
"Esta enana blanca está encerrada en una órbita elíptica cerca del agujero negro, orbitando cada nueve horas". King explicó.
"En su aproximación más cercana, aproximadamente 15 veces el radio del horizonte de eventos del agujero negro, el gas se extrae de la estrella en un disco de acreción alrededor del agujero negro, liberando rayos X, que las dos naves espaciales están detectando".
El agujero negro es el núcleo de una galaxia llamada GSN 069, y es bastante liviano en lo que respecta a los agujeros negros supermasivos, solo 400,000 veces la masa del Sol. Aun así, está activo, rodeado por un disco caliente de material de acreción, que alimenta y hace crecer el agujero negro.
Según el modelo de King, este agujero negro estaba pasando el rato, haciendo su actividad de acreción activa, cuando una estrella gigante roja, las etapas evolutivas finales de una estrella similar al Sol, se desvió un poco demasiado cerca. El agujero negro rápidamente deshizo la estrella de sus capas externas, acelerando su evolución en un enano blanco, el núcleo muerto que queda una vez que la estrella ha agotado su combustible nuclear (las enanas blancas brillan con calor residual, no los procesos de fusión de las estrellas vivas).
Pero en lugar de continuar su viaje, la enana blanca fue capturada en órbita alrededor del agujero negro, y continuó alimentándose de ella.
Basado en la magnitud de los destellos de rayos X, y nuestra comprensión de los destellos producidos por la transferencia de masa del agujero negro, y la órbita de la estrella, King también pudo restringir la masa de la estrella. Calculó que la enana blanca es alrededor de 0.21 veces la masa del Sol.
Mientras está en el extremo más claro de la escala, esa es una masa bastante estándar para una enana blanca. Y si suponemos que la estrella es una enana blanca, también podemos inferir, en base a nuestra comprensión de otras enanas blancas y la evolución estelar, que la estrella es rica en helio, que hace mucho tiempo se quedó sin hidrógeno.
"Es notable pensar que se puede inferir la órbita, la masa y la composición de una pequeña estrella a 250 millones de años luz de distancia". Dijo el rey.
Sobre la base de estos parámetros, también predijo que la órbita de la estrella se tambalea ligeramente, como un trompo que pierde velocidad. Este bamboleo debería repetirse cada dos días más o menos, e incluso podemos detectarlo si observamos el sistema durante el tiempo suficiente.
Este podría ser un mecanismo por el cual los agujeros negros se vuelven más y más masivos con el tiempo. Pero necesitaremos estudiar más sistemas de este tipo para confirmarlo, y puede que no sean fáciles de detectar.
Por un lado, el agujero negro de GSN 069 es de menor masa, lo que significa que la estrella puede viajar en una órbita más cercana. Para sobrevivir a un agujero negro más masivo, una estrella tendría que estar en una órbita mucho más grande, lo que significa que cualquier periodicidad en la alimentación sería más fácil de perder. Y si la estrella se alejara demasiado, el agujero negro la destruiría.
Pero el hecho de que uno haya sido identificado ofrece la esperanza de que no sea el único sistema de este tipo.
"En términos astronómicos, este evento solo es visible para nuestros telescopios actuales durante un breve período de tiempo, unos 2.000 años, por lo que, a menos que tengamos una suerte extraordinaria de haber capturado este, es posible que falten muchos más en otras partes del Universo". Dijo el rey.
En cuanto al futuro de la estrella, bueno, si nada más va a cambiar, la estrella permanecerá justo donde está, orbitando el agujero negro, y continuará siendo despojada lentamente durante miles de millones de años. Esto hará que crezca en tamaño y disminuya en densidad (las enanas blancas son solo un poco más grandes que la Tierra) hasta que se reduzca a una masa planetaria, tal vez incluso se convierta en un gigante gaseoso.
"Hará todo lo posible por escapar, pero no hay escapatoria" Dijo el rey. "El agujero negro lo comerá cada vez más lentamente, pero nunca se detendrá".
La investigación ha sido publicada en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.