Utilizando observaciones del Observatorio Neil Gehrel Swift de la NASA, los científicos han detectado, por primera vez, señales de un par de agujeros negros supermasivos que interrumpen la nube de gas en el centro de la galaxia.
“Este es un evento muy extraño, llamado AT 2021hdr, que se repite cada pocos meses”, dijo Lorena Hernández-García, astrofísica del Instituto Milenio de Astrofísica, Núcleo Milenio de Agujeros Negros Supermasivos para Investigación y Tecnología Transversales, y de la Universidad. . Valparaíso, Chile. “Creemos que una nube de gas ha envuelto a los agujeros negros. A medida que orbitan entre sí, los agujeros negros interactúan con la nube, perturbando y envolviendo su gas. Esto crea un patrón oscilante en la luz del sistema”.
El 13 de noviembre se publicó en la revista un artículo sobre AT 2021hdr, dirigido por Hernández-García. Astronomía y Astrofísica.
Los agujeros negros binarios se encuentran en el centro de una galaxia llamada 2MASX J21240027+3409114, ubicada a mil millones de años luz de distancia en la estrella norte Cygnus. Los dos están separados por unos 26 mil millones de kilómetros (16 mil millones de millas), tan cerca que la luz tarda un día en viajar entre ellos. Juntos contienen 40 millones de veces la masa del Sol.
Los científicos estiman que los agujeros negros completan una órbita cada 130 días y colisionarán y fusionarán en unos 70.000 años.
AT 2021hdr fue observado por primera vez en marzo de 2021 por la ZTF (Zwicky Transient Facility) dirigida por Caltech en el Observatorio Palomar en California. ALeRCE (Aprendizaje automatizado para la clasificación rápida de eventos) lo marcó como un recurso potencialmente interesante. Este equipo multidisciplinario combina herramientas de inteligencia artificial con experiencia humana para informar eventos en el cielo nocturno a la comunidad astronómica utilizando montañas de datos recopilados por programas de encuestas como ZTF.
“Aunque originalmente se pensó que esta llamarada era una supernova, la explosión de 2022 nos hizo pensar en otras explicaciones”, dijo la coautora Alejandra Muoz-Arancibia, miembro del equipo ALeRCE y astrónoma del Instituto Milenio de Astrofísica y el Centro de Modelos Matemáticos. Universidad de Chile. “Cada evento posterior ha ayudado a refinar nuestro modelo de lo que está sucediendo en el sistema”.
Desde el primer brote, ZTF ha detectado brotes de AT 2021hdr cada 60 a 90 días.
Hernández-García y su equipo han estado observando la fuente con Swift desde noviembre de 2022. SWIFT les ayudó a determinar que ZTF oscila en luz ultravioleta y de rayos X en la misma escala de tiempo que los binarios que ven en el rango visible.
Los investigadores realizaron una eliminación tipo Ricitos de Oro de diferentes modelos para explicar lo que vieron en los datos.
Inicialmente, pensaron que la señal podría ser un subproducto de la actividad normal en el centro galáctico. Luego consideraron que la causa podría ser un evento de perturbación de marea (la destrucción de una estrella que orbita demasiado cerca de uno de los agujeros negros).
Finalmente, se decidieron por otra posibilidad, una perturbación por marea de una nube de gas, más grande que el propio binario. Cuando la nube encuentra el agujero negro, la gravedad lo separa, formando filamentos alrededor del par, y la fricción comienza a calentarlo. El gas se vuelve especialmente denso y caliente cerca del agujero negro. Durante una órbita binaria, una compleja interacción de fuerzas expulsa algo de gas del sistema en cada rotación. Estas interacciones se observan en luz inestable Swift y ZTF.
Hernández-García y su equipo planean seguir observando AT 2021hdr para comprender mejor el sistema y mejorar sus modelos. También están interesados en estudiar su galaxia natal, que actualmente se está fusionando con otra cercana, un evento del que informaron por primera vez en su artículo.
“A medida que SWIFT se acerca a su vigésimo aniversario, es increíble toda la nueva ciencia que todavía está ayudando a lograr a la comunidad”, dijo el investigador principal de SWIFT del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Bradley Senko “Todavía hay mucho que enseñarnos sobre nuestro cosmos cambiante”.