Los agujeros negros tragan materia mucho más rápido de lo creído

El nuevo estudio muestra que, al arrastrar el espacio-tiempo, los agujeros negros supermasivos pueden desgarrar el violento remolino de escombros (o disco de acreción) que los rodea, dando lugar a un subdisco interior y a otro exterior y permitiendo un ritmo de absorción de materia muchísimo más rápido de lo creído. (Imagen: Nick Kaaz / Northwestern University)

Nada de lo que cae en un agujero negro puede volver a salir. Los agujeros negros son acumulaciones tan densas de materia que su fuerza gravitatoria atrapa incluso a la luz. Debido a eso, con el paso del tiempo, la masa de un agujero negro tiende a ir aumentando. Sin embargo, se ha venido creyendo en la existencia de un límite de velocidad máxima de absorción de materia por un agujero negro, que implica un crecimiento más bien lento de la masa del agujero. Unos científicos han descubierto que ese límite no existe, y que un agujero negro puede tragar en meses la materia que hasta ahora se creía que le llevaría cientos de años engullir. Esto proyecta serias dudas sobre diversas nociones hasta ahora tenidas por incuestionables, pero también puede explicar algunos misterios.

El estudio lo ha realizado un equipo encabezado por Nicholas Kaaz, de la Universidad del Noroeste en Estados Unidos.

Según unas nuevas simulaciones tridimensionales de alta resolución, los agujeros negros con rotación lo bastante rápida retuercen el espacio-tiempo circundante, y acaban desgarrando el violento remolino de gas (o disco de acreción) que los rodea y alimenta. El resultado es que el disco se desgarra en un subdisco interior y otro exterior. El agujero negro devora primero el anillo interior. A continuación, los restos del subdisco exterior se precipitan hacia el interior, rellenando el hueco dejado por el anillo interior totalmente consumido, y el proceso de absorción se repite.

Un ciclo de este proceso de tragar-reabastecer-tragar dura apenas unos meses, una cantidad de tiempo sorprendentemente pequeña comparada con los cientos de años que la comunidad científica le ha venido atribuyendo.

Este descubrimiento podría ayudar a explicar la extraña conducta de bastantes cuásares, los objetos astronómicos más brillantes, que experimentan variaciones bruscas y muy grandes de brillo, sin aparente explicación.

Los cuásares son envolturas en torno a agujeros negros supermasivos situados en el centro de galaxias. Esas envolturas son alimentadas por el gas que cae a esos agujeros negros. A medida que el gas cae hacia el agujero negro, se calienta y emite luz. La fuerza gravitacional del agujero negro es tan fuerte y está arrastrando hacia él tanto gas, que este se calienta hasta tal punto que debido a ello y a otros efectos relacionados, a menudo brilla más que la galaxia entera circundante. Lo descubierto en el nuevo estudio indica que la cantidad de “combustible” para la “pirotecnia” de cada cuásar es menos estable de lo creído, debido a la rapidez con que el agujero negro se zampa la materia de su entorno.

El descubrimiento también hace ahora más plausible la teoría de que los agujeros negros supermasivos (con masas del orden de millones e incluso miles de millones de veces la del Sol) comenzaron su existencia como cadáveres de estrellas, con masas muy modestas (típicamente no superiores a unas decenas de veces la del Sol), y que con el paso del tiempo fueron tragando materia y acumulando masa hasta llegar a ser supermasivos.

El estudio se titula “Nozzle shocks, disk tearing and streamers drive rapid accretion in 3D GRMHD simulations of warped thin disks”. Y se ha publicado en la revista académica The Astrophysical Journal. (Fuente: NCYT de Amazings)

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