A unos 7.800 años luz de distancia, en la constelación de Cygnus, se encuentra uno de los más peculiares. calabozo. Se llama V404 Cygni, y en 2015, los telescopios de todo el mundo se quedaron maravillados al despertar de la latencia para devorar material de una estrella en el transcurso de una semana.
Ese evento proporcionó tanta información que los astrónomos aún la están analizando. Y acaban de descubrir un hecho sorprendente: los aviones relativistas se tambalean tan rápido que su cambio de dirección se puede ver en solo unos minutos.
Y, al hacerlo, expulsan nubes de plasma de alta velocidad.
"Este es uno de los sistemas de agujeros negros más extraordinarios que he encontrado" dijo el astrofísico James Miller-Jones del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía (ICRAR) en la Universidad de Curtin en Australia en abril.
V404 Cygni es un sistema microquasar binario que consiste en un agujero negro de aproximadamente nueve veces la masa del Sol y una estrella compañera, un gigante rojo temprano un poco más pequeño que el Sol.
El agujero negro está devorando lentamente al gigante rojo; El material extraído de la estrella está orbitando el agujero negro en forma de un disco de acreción, un poco como el agua que rodea un desagüe. Las regiones más cercanas del disco son increíblemente densas y calientes, y extremadamente radiantes; y, a medida que el agujero negro se alimenta, dispara poderosos chorros de plasma, presumiblemente desde sus polos.
Los científicos no conocen el mecanismo preciso detrás de la producción de aviones a reacción. Piensan que el material del borde más interno del disco de acreción se canaliza a lo largo del líneas de campo magnético del agujero negro
Pero los chorros tambaleantes del V404 Cygni, disparando en diferentes direcciones en diferentes momentos, en escalas de tiempo tan rápidamente cambiantes, y a velocidades de hasta el 60 por ciento de la velocidad de la luz, están en una clase propia.
"Creemos que el disco de material y el agujero negro están desalineados" Miller-Jones dijo. "Esto parece estar causando que la parte interna del disco se tambalee como un trompo y dispare chorros en diferentes direcciones a medida que cambia de orientación".
Es un poco como una peonza que comienza a tambalearse a medida que se ralentiza, dijeron los investigadores. Este cambio en el eje de rotación de un cuerpo giratorio se llama precesión
En su teoría de relatividad general, Einstein predijo un efecto llamado arrastre de cuadros. A medida que gira, el campo gravitacional de un agujero negro giratorio es tan intenso que esencialmente arrastra el espacio-tiempo con él. (Este es uno de los efectos los científicos esperaban observar cuando tomaron una foto de Pōwehi.)
En el caso del V404 Cygni, el disco de acreción tiene unos 10 millones de kilómetros (6,2 millones de millas) de ancho. La desalineación del eje de rotación del agujero negro con el disco de acreción ha deformado los pocos miles de kilómetros internos de dicho disco.
El efecto de arrastre de cuadros arrastra la parte deformada del disco junto con la rotación del agujero negro, lo que hace que el chorro se desplace en todas direcciones. Además, esa sección interna del disco de acreción se hincha como una rosquilla sólida que también precesa.
"Este es el único mecanismo que podemos pensar que puede explicar la rápida precesión que vemos en V404 Cygni". Miller-Jones dijo.
Es tan rápido que el método habitual que utilizan los radiotelescopios para el espacio de imágenes era prácticamente inútil. Por lo general, estos dispositivos dependen de largas exposiciones, observando una región durante varias horas a la vez, moviéndose a través del cielo para rastrear su objetivo. Pero en este caso, el método produjo imágenes demasiado borrosas para ser de utilidad.
Por lo tanto, el equipo tuvo que usar un método diferente, tomar 103 imágenes separadas con tiempos de exposición de solo 70 segundos y unirlas para crear una película, y, efectivamente, estaban los chorros espantosos y temblorosos.
"Nos sorprendió lo que vimos en este sistema: fue completamente inesperado". dijo el físico Greg Sivakoff de la universidad de Alberta.
"Encontrar esto astronómico primero ha profundizado nuestra comprensión de cómo agujeros negros y la formación de galaxias puede funcionar. Nos dice un poco más sobre esa gran pregunta: "¿Cómo llegamos aquí?"
La investigación fue publicada en Naturaleza.
Una versión de este artículo se publicó por primera vez en abril de 2019.