Se ha encontrado que un haz de partículas que se alejan de la vecindad de un monstruoso agujero negro están severamente torcidas, proporcionando evidencia convincente de que el agujero negro es en realidad parte del sistema binario más extremo conocido.
El agujero negro y su chorro torcido se encuentran en un blazar conocido como OJ 287, ubicado unos cuatro mil millones año luz lejos. Un blazar es un quásar visto de frente, y un quásar es el núcleo activo de un galaxia donde el residente agujero negro supermasivo está atrayendo grandes cantidades de materia. Que la materia se vuelve espiral alrededor del agujero negroformando lo que se llama disco de acreción, y hay tanta materia que el disco de acumulación se convierte en un cuello de botella.
En lugar de fluir hacia las fauces del agujero negro, la materia infalible se acumula en el disco, la densidad y la temperatura aumentan dramáticamente de tal manera que brilla tan brillantemente que se puede ver a través de la universo. Los campos magnéticos envueltos en el disco de acreción pueden canalizar algunas de las partículas cargadas en la materia lejos del agujero negro, colimándolas y acelerándolas en dos aviones opuestos que se alejan del agujero negro durante miles de años luz cerca de los cerca del velocidad de luz. Debido a que vemos a Blazars casi de frente, parecen aún más brillantes que los cuásares regulares.
Sin embargo, OJ 287 no es tu blazar ordinario. Los astrónomos han estado rastreando sus ciclos de variaciones de brillo durante aproximadamente 150 años, incluso antes de que supieran qué tipo de objeto es. Hay un ciclo largo de aproximadamente 60 años y un ciclo más corto con un período de variación de solo 12 años.
Este ciclo corto se ha atribuido a un agujero negro complementario con aproximadamente 150 millones de veces el Misa del sol Orbitando el agujero negro principal, que se ha afirmado que tiene una masa equivalente a la friolera de 18.35 mil millones de soles. Ambos agujeros negros son gigantescos en comparación con Sagitario a*que es el agujero negro de 4,1 millones de masa solar en el centro de nuestro Galaxia de la Vía Láctea.
El agujero negro menos masivo se mueve sobre una órbita elíptica alargada. Cada 12 años, atraviesa el disco de acreción del agujero negro más masivo. Mientras lo hace, roba parte del asunto del disco y forma su propio disco de acumulación temporal, con un chorro temporal. Por un corto tiempo, el sistema OJ 287 se convierte en un quasar doble.
Al menos, esa es la hipótesis. Observaciones anteriores parece apoyar la idea. Por ejemplo, en 2021, como se predijo, el sistema OJ 287 aumentó dramáticamente en brillo en solo 12 horas, ya que el segundo agujero negro encontró el disco primario y se iluminó como un cuásar, liberando más energía en ese corto tiempo que 100 galaxias promedio juntas.
Ahora, la imagen más detallada del chorro permanente que se aleja del agujero negro más masivo, tomada por una red de radiotelescopios en la Tierra y en el espacio, admite firmemente el modelo binario de agujeros negros.
“Nunca antes habíamos observado una estructura en la Galaxia OJ 287 en el nivel de los detalles vistos en la nueva imagen”, dijo el radio astrónomo Efthalia Traianou de la Universidad de Heidelberg en Alemania, quien dirigió las observaciones, en un declaración.
Las observaciones de radio se realizaron combinando los 10 radiotelescopios de la larga matriz de referencia (VLBA) en los Estados Unidos con la antena Radioastron de 10 metros en el satélite ruso Spektr-R. Las observaciones se hicieron entre 2014 y 2017, y la misión misma terminó en 2019, antes de que Rusia invadiera Ucrania y fuera sometida a sanciones.
Combinada, la red de radiotelescopio de tierra al espacio formó un interferómetro con una línea de base (es decir, su apertura virtual) que era cinco veces el diámetro de Tierray esto permitió el poder de resolución sensacional. La imagen resultante se acerca al centro de OJ 287, que muestra una región de solo un tercio de un año luz. La imagen de longitud de onda de radio muestra que el chorro del agujero negro no es recto, sino que está torcido con tres curvas distintas. Las observaciones entre 2014 y 2017 revelaron además que el ángulo del chorro variaba en aproximadamente 30 grados, y esta imagen demuestra que la reorientación del chorro tiene lugar muy cerca de su punto de origen.
Esta reorientación severa podría ser el resultado de la gravedad del segundo agujero negro en órbita que tira del chorro, lo que hace que se doblara y preceda sobre su eje.
Las imágenes de longitud de onda de radio también capturaron una formación de ondas de choque como resultado de un nuevo componente de chorro. A medida que esta onda de choque se propagó el avión, liberó un torrente de rayos gamma de alta energía que fueron detectados por personas como la de la NASA Telescopio espacial de Fermi y Rápido misión.
Algunas partes del chorro parecen irradiar a un increíble 10 billones de grados Celsius. Tal temperatura parece inimaginable en la experiencia humana, y de hecho, esta temperatura es demasiado caliente para ser cierta. Es una ilusión en la que estamos viendo el efecto de un fenómeno llamado radiante relativista, donde el Efecto doppler Aumenta la luminosidad de las cosas que se están moviendo hacia nosotros cerca de la velocidad de la luz.
Como un potencial agujero negro binario, OJ 287 también tiene otros usos importantes.
“Sus propiedades especiales hacen de la galaxia un candidato ideal para una mayor investigación para fusionar los agujeros negros y los asociados olas gravitacionales“, Dijo Traianou.
Aunque los dos agujeros negros propuestos en el sistema OJ 287 chocarán y se fusionarán eventualmente, este evento Titanic no tendrá lugar pronto. Sin embargo, su inevitable en espiral entre sí es liberar ondas gravitacionales constantemente débiles. Nuestros detectores de ondas gravitacionales actuales no pueden detectar estas ondas gravitacionales porque son demasiado débiles y su longitud de onda es demasiado grande. Potencialmente, pulsar Las matrices de sincronización, en las que el momento de los pulsos de trabajo regular de los clocks de los púlsares giratorios se interrumpen a medida que pasan las ondas gravitacionales entre nosotros y los púlsares, podría detectar las ondas gravitacionales de OJ 287.
Además en el futuro, la antena espacial del interferómetro láser de la Agencia Espacial Europea (Lisa) La misión, que se espera lanzar a mediados de la década de 2030, podría detectar las fusiones eventuales de tales agujeros negros supermasivos binarios, que producen ondas gravitacionales con longitudes de onda demasiado largas para que los detectores de la tierra se detecten.
Los hallazgos fueron publicados el 30 de julio en la revista. Astronomía y astrofísica.