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El agujero negro monstruoso arroja energía con tanta regularidad como el 'Old Faithful' de Yellowstone

Un agujero negro supermasivo consume parcialmente una estrella gigante en órbita. En esta ilustración, el gas extraído de la estrella choca con el disco de escombros del agujero negro y provoca una llamarada.
Imagen: © Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA

En el corazón de una galaxia a más de 570 millones de años luz de distancia, la energía estalla en el espacio de manera tan constante que los astrofísicos han llamado a la galaxia Old Faithful, como el famoso géiser predecible del Parque Nacional Yellowstone. Esta es la primera vezSe han detectado llamaradas frecuentes que emanan del núcleo de una galaxia distante.

Aproximadamente una vez cada 114 días, las llamaradas emergen del centro de la galaxia ESO 253-3 los eventos en realidad tuvieron lugar hace casi 600 millones de años, pero los científicos ahora los están viendo por primera vez debido a la distancia entre la luz de la galaxiaviajar para alcanzar Tierra .

Los investigadores contaron recientemente 17 de estos estallidos que abarcan aproximadamente seis años. Los destellos fueron detectados por instrumentos en la tierra y en el espacio, incluidos los telescopios espaciales de la NASA como el Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito TESS y el Observatorio Neil Gehrels Swift, representantes de la NASA dicho en un comunicado .

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El culpable de las llamaradas es probablemente el agujero negro supermasivo de la galaxia, un gigante cósmico de aproximadamente 20 veces el tamaño del agujero negro conocido como Sagitario A * Sgr A * en el centro de la Vía Láctea. Para poner eso enEn perspectiva, Sgr A * mide alrededor de 14,6 millones de millas 23,6 millones de kilómetros de diámetro y tiene aproximadamente 4 millones de veces la masa del sol.

Mientras el enorme agujero negro de ESO 253-3 se alimenta de una estrella cercana, los gases extraídos de la estrella chocan con el disco de escombros del agujero negro para producir llamaradas brillantes, según una investigación presentada el 12 de enero en la 237a reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense., realizado virtualmente este año. Los investigadores también describieron su descubrimiento en un estudio que aún no ha sido revisado por pares, publicado en línea el 7 de septiembre de 2020 en la base de datos de preimpresión arXiv .

El 14 de noviembre de 2014, los investigadores del All-Sky Automated Survey for Supernovae ASSAS-SN, un proyecto gestionado por el Departamento de la Universidad Estatal de Ohio, detectaron la primera de estas erupciones, y se pensó que era una supernova, el 14 de noviembre de 2014.de Astronomía que incorpora una red de 24 telescopios a nivel mundial, según el sitio web del proyecto ASSAS-SN .

Sin embargo, en 2020, los científicos analizaron los últimos seis años de datos de ASSAS-SN e identificaron más llamaradas que emergen de la galaxia a intervalos regulares, con una diferencia de alrededor de 114 días. Con base en estas observaciones, los científicos predijeron con éxito cuándo se verían explosiones posteriores en2020: el 17 de mayo, el 6 de septiembre y el 26 de diciembre. Confirmaron estos eventos con observaciones en múltiples longitudes de onda desde el suelo y en el espacio.

Esta imagen de la galaxia activa ESO 253-3 fue capturada por el Explorador espectroscópico de unidades múltiples del Observatorio Espacial Europeo como parte del estudio All-weather MUse Supernova Integral-field of Near Galaxies AMUSING. ESO 253-3 muestra el más predecibley frecuentes erupciones que los científicos han identificado aún en una galaxia activa. Crédito de la imagen: Michael Tucker Universidad de Hawai'i y la encuesta AMUSING

Los científicos también compararon los datos de ASSAS-SN sobre llamaradas pasadas con los estudios del cielo de TESS, que proporcionaron más información que ASSAS-SN sobre la actividad específica de las llamaradas. Por ejemplo, TESS capturó "una imagen muy completa" de una llamarada del 8 de noviembre., 2018, grabando imágenes a medida que se iluminaban y se desvanecían durante unos cinco días, "pero debido a la forma en que la misión toma imágenes del cielo, no puede observarlas todas", dijo el coautor del estudio Patrick Vallely, investigador graduado de la National Science FoundationMiembro de la Universidad Estatal de Ohio, dicho en un comunicado .

"ASAS-SN recopila menos detalles sobre arrebatos individuales, pero proporciona una línea de base más larga, lo que fue crucial en este caso", dijo Vallely. "Las dos encuestas se complementan".

La explicación más probable de las llamaradas recurrentes es un fenómeno conocido como interrupción de las mareas, en el que la órbita de una estrella la lleva tan cerca de un agujero negro que los pedazos de la estrella se arrancan y se absorben en el disco de acreción, un difusobanda de polvo, gas y escombros girando alrededor del agujero negro. Por lo general, tales eventos terminan con la destrucción total de la estrella. En el caso de ESO 253-3, la órbita de una estrella masiva puede acercarla lo suficiente al agujero negro para que la estrellapierde parte de su materia, generando una llamarada. Pero luego la estrella se aleja y escapa. El ciclo se repite cada vez que la estrella se acerca lo suficiente al agujero negro para sentir su atracción inexorable, explicaron los investigadores en el estudio.

Las emisiones regulares y predecibles de ESO 253-3 proporcionaron una ventana poco común al comportamiento de los agujeros negros y podrían ayudar a los científicos a comprender mejor cómo estos misteriosos objetos cósmicos crecen y cambian, según el estudio.

"Es realmente emocionante, porque hemos visto a los agujeros negros hacer muchas cosas, pero nunca antes los habíamos visto hacer algo como esto, debido a esta erupción regular de luz", dijo Vallely en el comunicado.como un Old Faithful extragaláctico ".

Publicado originalmente en Rhythm89.