Los agujeros negros son algunos de los objetos más misteriosos y poderosos del universo. Crecen a medida que devoran todo lo que encuentran, incluido polvo, estrellas, planetas e incluso otros agujeros negros. Sin embargo, un nuevo estudio revela que los agujeros negros tienen dietas y hábitos alimentarios diferentes.
Algunos agujeros negros son devoradores caóticos, devoran enormes trozos de materia a la vez, provocando brillantes explosiones de luz. Otros son personas mucho más meticulosas y consumen su dieta de forma lenta y constante, sin apenas provocar una onda en el estanque cósmico.
Los científicos llevan años intentando comprender estas diferencias. Ahora, gracias a los datos de los jubilados de la NASA Telescopio espacial SpitzerEs posible que hayan descubierto el secreto de cómo algunos agujeros negros, como el del centro de nuestra galaxia vecina Andrómeda, mantienen sus hábitos de alimentación selectiva.
Dieta de los agujeros negros a través de corrientes de polvo
Los investigadores utilizaron la tecnología de imágenes infrarrojas del Telescopio Espacial Spitzer para examinar el núcleo de la galaxia de Andrómeda. Esta investigación reveló enormes corrientes de polvo que se extienden a lo largo de miles de años luz y se dirigen hacia el agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la galaxia.
Estas observaciones de los movimientos del polvo son cruciales porque ayudan a explicar los procesos mediante los cuales el agujero negro se alimenta continuamente del material entrante de manera constante y tenue.
Buffet de agujeros negros
Cuando un agujero negro consume una gran cantidad de materia, como una estrella o una nube de gas, la interacción es visualmente espectacular. La enorme fuerza gravitacional del agujero negro calienta rápidamente esta materia a temperaturas extremadamente altas a medida que se acerca al horizonte de sucesos, el límite más allá del cual nada puede escapar.
A medida que el material se acelera y se calienta, emite una enorme cantidad de radiación en diferentes longitudes de onda del espectro electromagnético. Esta emisión puede ser tan intensa que en ocasiones supera la luz colectiva de toda una galaxia, creando lo que se conoce como cuásar o núcleo galáctico activo.
Sin embargo, los agujeros negros supermasivos en los centros de la Vía Láctea y Andrómeda muestran un comportamiento mucho más silencioso. A diferencia de los agujeros negros más activos, estos agujeros no muestran los mismos espectaculares destellos de brillo.
La luz de estos agujeros negros es notablemente débil y permanece constante en el tiempo. Esto indica que no realizan un consumo intermitente de grandes cantidades. En cambio, parecen acumular cantidades cada vez menores de material.
Este método de consumo se considera menos disruptivo y no produce el mismo nivel de explosión radiactiva, de ahí que se les clasifique como algunos de los comedores más silenciosos del universo. Su proceso de alimentación se caracteriza por la ingestión de corrientes de materia más pequeñas y uniformes, y contrasta marcadamente con los hábitos de alimentación más violentos y episódicos que se observan en los centros de otras galaxias.
El ingrediente secreto de la dieta de los agujeros negros
a Estancia Publicado a principios de este año propuso una teoría para explicar esto. Los investigadores sugirieron que estos silenciosos agujeros negros tienen una dieta que consiste en un flujo constante de gas y polvo.
Utilizaron simulaciones por computadora para modelar cómo se comportan el gas y el polvo cerca de un agujero negro supermasivo. Las simulaciones demostraron que un flujo continuo de material podría formar un disco giratorio alrededor del agujero negro, proporcionando una fuente constante de nutrición.
Pero esta teoría tiene un giro. Las corrientes que alimentan un agujero negro no pueden ser ni demasiado grandes ni demasiado pequeñas. Si son demasiado grandes, pueden romperse y caer en el agujero negro en grupos impredecibles, provocando esas caóticas explosiones de luz. Pero si es demasiado pequeño, el agujero negro no obtendrá suficiente alimento y comenzará a reducirse.
Spitzer al rescate
Los investigadores compararon sus simulaciones con observaciones reales realizadas por Spitzer y su primo el Telescopio Espacial Hubble. Encontraron espirales de polvo en Andrómeda que coinciden con el tamaño esperado y el caudal necesario para alimentar un agujero negro inactivo.
Estos zarcillos polvorientos podrían servir como buffet personal del agujero negro, reponiéndose constantemente para satisfacer su apetito insaciable. «Este es un gran ejemplo de científicos que reexaminan datos antiguos para descubrir nuevos conocimientos», dijo Almudena Brito, astrofísica involucrada en el estudio. «Tenemos 20 años de datos que nos dicen cosas que no sabíamos cuando los recopilamos por primera vez».
Una mirada más profunda a Andrómeda
Lanzado en 2003, Spitzer era una maravilla de la ingeniería. Fue diseñado especialmente para ver el universo en luz infrarroja, que es invisible a nuestros ojos. Las diferentes longitudes de onda de la luz infrarroja revelan diferentes características de los objetos celestes. Los objetos calientes y brillantes, como las estrellas, parecen brillantes en determinadas longitudes de onda, mientras que los objetos fríos, como las nubes de polvo, parecen brillantes en determinadas longitudes de onda.
Al separar estas longitudes de onda, los astrónomos pueden retirar las capas de la galaxia, revelando su estructura oculta. En el caso de Andrómeda, esto reveló una visión sorprendente de la dieta vital de un agujero negro.
A diferencia de nuestra Vía Láctea, que tiene brazos espirales distintivos, la galaxia de Andrómeda está dominada por un gran anillo de polvo. Este anillo también contiene una extraña brecha, probablemente causada por una galaxia más pequeña que deambulaba muy cerca.
La proximidad de la galaxia de Andrómeda a la Tierra la convierte en un objetivo primordial para el estudio astronómico. Es la gran galaxia más cercana a nuestra Vía Láctea y a simple vista parece seis veces más ancha que la Luna. Incluso con un telescopio potente como el Spitzer, tomar una imagen detallada de Andrómeda requeriría 11.000 disparos separados.
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