El agujero negro V404 Cygni ha sido observado con luz visible

Por Francisco R. Villatoro, el 7 enero, 2016. Categoría(s): Astrofísica • Ciencia • Física • Nature • Noticias • Physics • Science ✎ 5

Dibujo20160107 Light pulses from irregular accretion onto black holes nature com

Los agujeros negros en sistemas binarios se pueden observar usando rayos X gracias a la emisión de sus discos de acreción. El sistema binario V404 Cygni está formado por un agujero negro con 12±3 masas solares y una estrella un poco más pequeña que el Sol. Su disco de acreción es enorme superando su radio de estabilidad, por lo que el anillo más externo emite radiación visible.

El artículo es Mariko Kimura et al., “Repetitive patterns in rapid optical variations in the nearby black-hole binary V404 Cygni,” Nature 529: 54–58 (07 Jan 2016), doi: 10.1038/nature16452. Más información en Poshak Gandhi, “Astrophysics: Why black holes pulse brightly,” Nature 529: 28–29 (07 Jan 2016), doi: 10.1038/529028a.

Dibujo20160107 Optical and X-ray light curves of V404 Cyg during an outburst in 2015 June-July nature16452-sf1

Los primeros candidatos a agujeros negros se observaron gracias a la emisión de rayos X de la materia que cae en sus discos de acreción. Ciertas fuentes de rayos X en nuestra galaxia fueron identificadas en 1964 como firmes candidatos a agujeros negros.  El primero en ser confirmado fue el famoso Cygnus X-1 en 1971. Desde entonces muchos otros han sido observados. La acreción de materia en un agujero negro es un proceso complicado que aún no entendemos del todo. Por ello reserva sorpresas que la que se ha publicado en le número de hoy de Nature.

Tras 26 años inactivo, el 15 de junio de 2015 se volvió a observar a V404 Cyg en la constelación del Cisne (Cygnus) usando los telescopios espaciales Swift/BAT (Burst Alert Telescope) y Fermi/LAT (Large Area Telescope) de la NASA. La señal fue confirmada por MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image) el 16 de junio. Desde el 17 de junio el telescopio de rayos gamma INTEGRAL de la ESA realizó un seguimiento continuo. Lo más sorprendente es que en los 18 días del suceso V404 Cyg fue observable en el visible usando telescopios ópticos de aficionados (bastaba un telescopio de 20 cm de diámetro). Por primera vez los astrónomos aficionados pudieron observar con sus propios ojos un agujero negro (la emisión de su disco de acreción).

Dibujo20160107 Overall multi-colour light curves during the 2015 outburst of V404 Cyg nature16452-f1

Más allá del espectáculo que supuso para los astrónomos aficionados, la gran cuestión es por qué el disco de acreción de V404 Cyg emitió tanta radiación en el visible. Su comportamiento oscilatorio parece indicar que el disco es inestable. Por ello se cree que supera el tamaño estable de un disco de acreción y que las partes externas del disco tienen forma de anillos bien separados. El anillo más externo parece ser el responsable de la emisión en el visible. Un fenómeno similar se observó en el sistema binario V1487 Aquilae (GRS 1915+105) en la constelación del Águila (Aquila). Sin embargo, en dicho caso no fue observable para los astrónomos aficionados.

Dibujo20160107 List of instruments for optical observations nature16452-st2

Los autors del nuevo trabajo publicado en Nature proponen una explicación sencilla a la emisión en el visible de V404 Cygni y GRS 1915+105. La gran distancia entre el agujero negro y su estrella compañera. El flujo de materia produce un disco de acreción que no puede ocupar todo el espacio entre ambos. Como resultado el flujo no es constante sino que fluctúa con episodios violentos que rompen el disco en una serie de anillos concéntricos. El hidrógeno en el anillo más externo, el más cercano a la estrella, está ionizado y por ello brilla con luz visible.

Por supuesto, futuras investigaciones tendrán que confirmar esta hipótesis. Un disco de acreción con un tamaño mayor que su límite de estabilidad y por ello está roto en anillos es algo sorprendente. Lo importante es que la sorpresa no recuerda que hay muchas cosas de los discos de acreción de materia que aún ignoramos.



5 Comentarios

  1. La pregunta que nos hacemos todos ¿Cuando veremos directamente un agujero negro?
    Me refiero a la imagen tipo interestellar.¿Estamos cerca de observarlo?

  2. Mi amigo y gran físico Miguel A. Aloy, me comentó hace poquito que Radioastron (ruso) habia conseguido una estupenda imagen de un par de pixeles de un agujero negro (perdonad pero no recuerdo el nombre ni ubicación). Entiendo que con métodos indirectos.

  3. Solo un pequeño comentario a “Por primera vez los astrónomos aficionados pudieron observar con sus propios ojos un agujero negro (la emisión de su disco de acreción).”
    Supongo que es la primera vez que se pudo ver con telescopios de aficionado un agujero negro de masa estelar. En realidad es posible observar algunos de los quásares más brillantes con telescopios de aficionado (por ejemplo 3C 273). Yo lo he hecho, y es impresionante pensar que ese punto de luz que ves con tus propios ojos viene de un disco de acreción en el que la materia cae a un agujero negro supermasivo en una galaxia situada a casi 1000 Mpc.

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