Descubren un intenso viento en las inmediaciones de un agujero negro

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) han descubierto un intenso viento en las inmediaciones del agujero negro V404 Cygni, que entró en erupción en 2015 tras más de veinticinco años de inactividad, ha informado hoy este organismo.

Las observaciones han sido realizadas con el instrumento OSIRIS del Gran Telescopio Canarias (GTC), ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en la isla de La Palma, y los resultados de este trabajan han sido publicados hoy en la revista Nature.

V404 Cygni es un agujero negro que forma parte de un sistema binario situado en la constelación del Cisne, se indica en un comunicado del IAC, el cual explica que en este tipo de sistemas, de los que se conocen menos de 50, un agujero negro de unas 10 veces la masa del Sol devora material procedente de una estrella muy cercana y que es “compañera”.

Durante ese proceso, el material cae al agujero negro formando un disco de acreción, que emite en rayos X en sus zonas más internas y calientes.

Y en zonas más externas se puede estudiar el disco con luz visible, que es la parte del espectro en la que trabaja el Gran Telescopio Canarias, que con un diámetro de 10,4 metros es el más grande del mundo de este tipo.

V404 Cygni, que está a “tan solo” unos 8.000 años luz de distancia y es uno de los agujeros negros más cercanos a la Tierra, posee un gran disco de acreción (unos 10 millones de kilómetros de radio), lo que hace que sus erupciones sean extremadamente luminosas en todos los rangos espectrales, agrega el IAC.

Este agujero negro entró en erupción el 15 de junio de 2015, después de más de veinticinco años de inactividad, y durante este periodo su brillo aumentó un millón de veces en unos pocos días, convirtiéndose en la fuente más brillante del cielo en rayos X.

Con el Gran Telescopio Canarias se iniciaron observaciones espectroscópicas pocos días después de su entrada en erupción, mediante la activación de un programa de oportunidad, específicamente diseñado para este tipo de eventos por investigadores del IAC.

Las observaciones revelan la presencia de un viento de material neutro (hidrógeno y helio no ionizado) que se forma en las capas externas del disco de acreción, regulando el proceso de cómo el material es tragado por el agujero negro.

Ese viento, detectado por primera vez en un sistema de este tipo, se mueve a gran velocidad (3.000 kilómetros por segundo) para poder así escapar del campo gravitatorio del agujero negro.

Su presencia permite explicar por qué la erupción a pesar de ser luminosa y muy violenta, con continuos cambios de brillo y eyecciones de masa en forma de chorros que se detectan en ondas de radio, fue además muy breve (tan solo dos semanas), añade el IAC.

Al final de la erupción las observaciones del GTC revelan la presencia de una nebulosidad formada por material eyectado por el viento; fenómeno, que ha sido observado por primera vez en un agujero negro y permite además estimar la cantidad de masa expulsada al medio interestelar.

El investigador del IAC Teo Muñoz Darias, primer autor del artículo, indica en el comunicado que el brillo de la fuente junto con la gran área colectora del GTC ha permitido no solo detectar el viento, sino estudiar la variación de sus propiedades en escalas de tiempo de minutos.

La base de datos recopilada es probablemente la mejor jamás obtenida para un objeto de este tipo, a juicio de Teo Muñoz, quien añade que la erupción de V404 Cygni, por su complejidad y por la gran cantidad y calidad de las observaciones obtenidas, ayudará a entender cómo los agujeros negros tragan materia a través de sus discos de acreción.

Los investigadores creen que lo observado en V404 Cygni sucede, al menos, en otros agujeros negros con discos de acreción de gran tamaño“, concluyen Jorge Casares y Phil Charles, dos de los descubridores de este agujero negro en 1992 y coautores del artículo publicado hoy.

También han participado en esta estudio los investigadores del IAC Jorge Casares, Daniel Mata Sánchez, Montserrat Armas Padilla y Manuel Linares, además de científicos de las universidades de Oxford y Southampton en Reino Unido, y de institutos de investigación en Alemania, Francia y Japón.