Los astrónomos observaron una galaxia distante cortar el “alimento”, o materia en general, que fluía hacia su agujero negro supermasivo central. Como las regiones alrededor de los agujeros negros que los alimentan suelen ser más brillantes que la luz combinada de cada estrella en su galaxia anfitriona, esto llevó a un cambio radical en el brillo que se produjo en tan solo 20 años. La muerte de este agujero negro central estuvo marcada por el oscurecimiento de la galaxia en un 95%, cayendo al 5% de su brillo original.
El descubrimiento es notable porque demuestra que la actividad de los agujeros negros supermasivos puede cambiar radicalmente en períodos de tiempo similares en escala a la vida humana, en lugar de miles de años como sugieren los modelos actuales. Como primera evidencia de esta rápida “hambruna”, el descubrimiento podría provocar un cambio en los modelos actuales de alimentación de agujeros negros que sugieren que dichos cambios tardan mucho más en producirse.
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Cuando los agujeros negros supermasivos están rodeados por una gran cantidad de gas y polvo, su inmensa influencia gravitacional hace que esta estructura en forma de disco, llamada disco de acreción, brille intensamente. Esta región de despensa cósmica con un agujero negro en su corazón se llama núcleo galáctico activo (AGN) y puede volverse tan brillante que eclipsa la luz combinada de todas las estrellas de la galaxia anfitriona circundante. Cuando el flujo de gas hacia el disco de acreción se ralentiza y la despensa del agujero negro no se repone, el brillo del AGN disminuye. Eso es exactamente lo que parece estar sucediendo en esta galaxia.
“Es fascinante que un núcleo galáctico activo pueda cambiar su brillo tan dramáticamente en un período de tiempo tan corto, y que este desvanecimiento parezca ser causado por un gran cambio en la tasa de acreción en el agujero negro supermasivo”, dijo en un comunicado el líder del equipo Tomoki Morokuma del Instituto de Tecnología de Chiba. “Utilizando datos de estudios de campo amplio, como los de Hyper Suprime-Cam, esperamos descubrir más objetos como este y aprender cómo la actividad de los agujeros negros supermasivos se detiene y se reinicia”.
Ponen a un agujero negro supermasivo a una dieta estricta
El equipo internacional de astrónomos descubrió que este agujero negro en la galaxia J0218-0036 se estaba muriendo gradualmente de hambre cuando se sumergieron en dos décadas de datos astronómicos de archivo y compararon imágenes del Sloan Digital Sky Survey (SDSS) con las de Hyper Suprime-Cam (HSC) en el Telescopio Subaru.
Esto reveló una disminución del brillo del 95% en 20 años. Esto es extremo en comparación con la variabilidad habitual del brillo AGN, que ronda el 30%. El equipo continuó su investigación del AGN utilizando observaciones realizadas durante 70 años y recopilando nuevos datos de este AGN utilizando el Gran Telescopio Canarias (GTC), el Telescopio Subaru y el Observatorio WM Keck, así como una serie de radiotelescopios. Esto les permitió rastrear cambios en el brillo en un rango de longitudes de onda, desde rayos X hasta radiación infrarroja.
Tras esta investigación, el equipo determinó que la velocidad a la que el gas fluía desde el disco de acreción hacia este agujero negro supermasivo se había reducido en aproximadamente un 98% en el transcurso de sólo siete años. Esto indicó a los investigadores que el suministro de materia al disco de acreción estaba disminuyendo rápidamente.
Los investigadores confirmaron que se trataba de un caso de bloqueo del suministro de alimento de este agujero negro, al descartar la posibilidad de que una nube de gas hubiera pasado por delante del disco de acreción, bloqueando temporalmente su luz. Determinaron que tal bloqueo no podía explicar los cambios en todas las diferentes longitudes de onda de luz que estudiaron.
Aunque el corte del suministro de gas a este AGN y el fin de la reposición del disco de acreción que poco a poco está alimentando este agujero negro supermasivo son ciertos, de lo que el equipo no puede estar completamente seguro es de qué está provocando este cese. Incluso con ese mecanismo envuelto en un misterio, esta investigación muestra que los cambios en la acumulación de masa de los agujeros negros supermasivos no siempre toman miles de años, como se pensaba anteriormente.
“Este objeto muestra una rápida variabilidad que no puede explicarse mediante modelos estándar. Proporciona un caso de prueba importante para el desarrollo de nuevos modelos teóricos”, dijo el miembro del equipo Toshihiro Kawaguchi de la Universidad de Toyama. “Investigaremos qué condiciones físicas podrían reproducir el comportamiento observado”.
La investigación del equipo fue publicada en la revista Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Japón (PASJ).