Un sistema binario de agujeros negros en una galaxia activa a unos 4 mil millones de años luz de distancia ha sido visto iluminarse dramáticamente, cuando uno de los agujeros negros atravesó el disco de acreción del otro, creando por un breve momento un doble quásar.
Un cuásar es el núcleo extremadamente activo de una galaxia distante. Esta actividad es producto de una agujero negro supermasivo consumiendo materia con avidez, tanta materia, de hecho, que no puede manejarla toda; en cambio, una gran cantidad de material es escupida indiscriminadamente en un chorro colimado magnéticamente en lugar de caer más allá del agujero negro. horizonte de sucesos como el resto del asunto. Cuando vemos tal chorro de partículas cargadas (que se mueve casi a la velocidad velocidad de la luz) de frente, el quásar parece especialmente brillante. A eso lo llamamos un blazar.
La galaxia OJ 287, a una distancia de unos 4 mil millones años luz de distancia, es uno de los ejemplos más cercanos de un blazar. De hecho, es lo suficientemente brillante como para ser visto por grandes telescopios de aficionados, y hay observaciones de OJ 287 que se remontan a finales del siglo XIX. Observaciones como estas indican que, cada 12 años, OJ 287 parece brillar más. En 2014, Ph.D. El estudiante Pauli Pihajoki de la Universidad de Turku en Finlandia propuso que este brillo se debía a la presencia de un segundo agujero negro menos masivo que orbitaba e interactuaba con el agujero negro primario. Si así existiera, la órbita del segundo agujero negro alrededor del primario se alargaría, lo que significa que sólo se acercaría al primario cada 12 años.
Además de un brillo general del sistema, Pihajoki razonó que esta interacción también debería dar como resultado que el agujero negro más pequeño robe algo de materia del gran disco de acreción de material alrededor del agujero negro primario y produzca su propio chorro de quásar más pequeño durante un corto período. tiempo. Pihajoki también predijo aproximadamente cuándo ocurriría esto. Entonces, en noviembre de 2021, la NASA Satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) fue retirado temporalmente exoplaneta-deberes de caza para examinar el DO 287. A TESS se unió NASA‘s Rápido y Fermi rayo gamma telescopios, así como una serie de observatorios terrestres, pero fue TESS específicamente quien realizó las observaciones críticas.
Relacionado: Llamativa ‘danza’ de dos monstruosos agujeros negros captados por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA
El 12 de noviembre de 2021, TESS detectó que OJ 287 se iluminaba en aproximadamente dos magnitudes durante aproximadamente 12 horas, ya que liberó tanta energía en ese breve estallido como la que liberarían 100 galaxias promedio al mismo tiempo. Esta llamarada se atribuyó a un chorro del segundo agujero negro; Las observaciones de otros telescopios también respaldaron ese resultado, con Fermi en particular. detectando un importante estallido de rayos gamma.
“Ahora podemos decir que hemos ‘visto’ un agujero negro en órbita por primera vez, de la misma manera que podemos decir que TESS ha visto planetas orbitando otros estrellas“, dijo Mauri Valtonen de la Universidad de Turku, quien dirigió las observaciones, en un declaración.
Las observaciones también permitieron que las masas del agujeros negros para ser confirmado. El agujero negro primario, también conocido como la principal fuente de energía en OJ 287, tiene la friolera de 18,35 mil millones masas solares, mientras que la secundaria no es liviana, con 150 millones de masas solares. En comparación, Sagitario A*que es el agujero negro en el centro de nuestra Via Lácteatiene una masa de sólo 4,1 millones de masas solares.
La corta cantidad de tiempo durante el cual la llamarada estuvo activa explica por qué ni ella ni las llamaradas de otros sistemas binarios de agujeros negros no habían sido descubiertas hasta ahora. Saber cuándo y dónde mirar para ver tales llamaradas es crucial, y podría haber muchos otros agujeros negros binarios que experimenten llamaradas similares que desconocemos. Sin embargo, es posible que esos binarios de agujeros negros pronto no tengan dónde esconderse.
“El agujero negro más pequeño pronto podría revelar su existencia de otras maneras, ya que se espera que emita nanohercios ondas gravitacionales“, dijo en el comunicado Achamveedu Gopakumar del Instituto Tata de Investigación Fundamental en India, que participó en las observaciones. “Las ondas gravitacionales de OJ 287 deberían ser detectables en los próximos años mediante los conjuntos de sincronización de púlsares en proceso de maduración”.
Conjuntos de sincronización de púlsar funcionan orbitando constantemente una red de púlsares en el espacio profundo. Púlsares estan girando estrellas de neutrones que emiten chorros de radio como faros cósmicos. Podemos medir qué tan rápido giran contando la frecuencia con la que vemos que sus radiorreactores giran en nuestra dirección. Algunos púlsares pueden girar cientos de veces por segundo, lo que hace que parezcan pulsar en ondas de radio mientras sus chorros parpadean repetidamente hacia nosotros.
En particular, los púlsares mantienen muy bien el tiempo y sus períodos de pulsación son infaliblemente precisos. Sin embargo, si las ondas gravitacionales pasaran, distorsionarían la espacio entre nosotros y el púlsar, lo que afectaría nuestra perspectiva del momento de estos pulsos.
Los agujeros negros binarios también son importantes para el crecimiento de agujeros negros supermasivos. Resultados recientes presentados en la 244ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense este mes de junio en Wisconsin mostraron que las fusiones entre agujeros negros supermasivos son un factor secundario importante en su enorme crecimiento, y cuando se acercan uno al otro en el proceso de fusión, liberan ondas de ondas gravitacionales. Aunque estas ondas gravitacionales tienen una frecuencia demasiado baja para LIGOel Observatorio de Interferómetro Láser de Ondas Gravitacionales para detectar, un detector espacial propuesto llamado LISA, la Antena Espacial de Interferómetro Láser, sería capaz de detectar sus coalescencias cuando se juntan en grandes choques cósmicos.
Los resultados de las observaciones del DO 287 se publicaron el 11 de junio en La revista astrofísica.