28 Sep Hubble descubre que un agujero negro causa erupciones estelares

Gracias al Telescopio Espacial Hubble, los astrónomos han descubierto que un chorro de plasma, proveniente de un agujero negro supermasivo en el núcleo de una enorme galaxia, parece estar causando erupciones estelares a lo largo de su trayectoria.

Estas estrellas, conocidas como novas, no están atrapadas dentro del chorro de plasma, pero se encuentran en un peligroso vecindario cercano.

Los astrónomos aún no saben lo qué está pasando, pero para ellos es un descubrimiento muy emocionante. Hay algo que no se entiende bien sobre cómo interactúan los chorros de los agujeros negros con su entorno.

El doble de Novas

Una nova estalla en un sistema estelar doble, donde una estrella normal, hinchada y envejecida, vierte hidrógeno sobre una enana blanca, su estrella compañera. Cuando la enana blanca acumula una capa superficial de hidrógeno de más de un km de profundidad, esa capa explota como una enorme bomba nuclear.

La enana blanca expulsa su capa superficial, pero no es destruida por sus erupciones estelares. Más tarde, vuelve a absorber combustible de su compañera, reiniciando el ciclo.

Hubble descubrió que cerca del chorro estallan el doble de novas, en comparación con otras zonas de la galaxia, durante el periodo de estudio. Este chorro está originado por un agujero negro central con una masa de 6.500 millones de soles, rodeado por un disco de materia giratoria.

Un peligroso vecindario

El agujero negro, al engullir la materia giratoria a su alrededor, emite un chorro de plasma de 3 mil años luz de largo, que atraviesa el espacio a velocidades cuasi lumínicas.

Cualquier cosa atrapada en este chorro energético sería vaporizada. Pero, según los nuevos hallazgos del Hubble, estar cerca de su flujo abrasador también parece ser arriesgado.

El descubrimiento de que hay el doble de novas cerca del chorro, implica que hay el doble de sistemas de estrellas dobles formadores de novas en esa zona. O que estos sistemas estallan el doble de veces que sistemas similares en otras partes de la galaxia.

Posibles explicaciones

Los astrónomos señalan que algo está ocurriendo con los sistemas estelares cerca de la zona del chorro. Tal vez el chorro, de alguna manera, empuje el combustible de hidrógeno hacia las enanas blancas, haciendo que estallen más a menudo.

Pero no está claro que se trate de un empuje físico, ya que podría ser el efecto de la presión de la luz que emana del chorro. Cuando se suministra hidrógeno más deprisa, se producen erupciones estelares más frecuentes.

Algo podría estar duplicando la tasa de transferencia de masa hacia las enanas blancas cercanas al chorro.

Otra idea que los investigadores consideraron es que el chorro caliente la estrella compañera de la enana blanca, haciendo que transfiera más hidrógeno a esta. Sin embargo, los cálculos muestran que el calentamiento no es suficiente para producir este efecto.

La cámara de objetos débiles (FOC)

«No somos los primeros en indicar que parece haber más actividad alrededor del chorro de M87», comentó uno de los investigadores. Sin embargo, Hubble ha mostrado esta actividad inusual con muchos más ejemplos y mayor significancia estadística que nunca antes.

Poco después del lanzamiento de Hubble en 1990, los astrónomos utilizaron su «cámara de objetos débiles» (FOC) de primera generación para observar el centro de M87, donde acecha el monstruoso agujero negro.

Notaron así que sucedían cosas inusuales alrededor del agujero negro. Con la FOC los astrónomos veían «eventos transitorios» azulados, como los flashes de cámaras cercanas, que podían ser la evidencia del estallido de novas.

Pero la visión de la FOC era tan limitada, que los astrónomos no podían comparar la región del chorro con otras partes. De este modo, durante más de dos décadas, los resultados siguieron siendo un misterio.

Recientes observaciones

Ahora Hubble ha observado con cámaras más recientes y de mayor campo de visión, durante un intervalo de nueve meses, para contar las novas en erupción. De este modo se han podido recopilar evidencias convincentes de la influencia del chorro en las estrellas de la galaxia.

Esto fue un reto para el programa de observación del telescopio, ya que requería observar M87 cada cinco días para capturar otra imagen. Sumando todas, se obtuvieron las imágenes de M87 más profundas jamás tomadas.

Hubble encontró 94 novas en el tercio de M87 que su cámara abarca. «El chorro no era lo único que estábamos observando. Estábamos viendo toda la galaxia interior. Una vez que trazamos todas las novas conocidas en M87, no hizo falta usar estadísticas para convencernos de que había un exceso de novas a lo largo del chorro».

«No es ciencia espacial. Hicimos el descubrimiento simplemente mirando las imágenes. Y aunque nos sorprendió, nuestros análisis estadísticos confirmaron lo que claramente vimos», explicaron los investigadores.

«Estamos presenciando un fenómeno intrigante y desconcertante», comentó una investigadora de la ESA, que estudia el impacto de los agujeros negros supermasivos en las galaxias anfitrionas en el Universo distante.

«Me sorprendió mucho este descubrimiento. Observaciones tan detalladas de galaxias cercanas son valiosas para expandir nuestra comprensión sobre cómo los chorros interactúan con sus galaxias anfitrionas y afectan la formación estelar».

Hubble: capacidades únicas

Este logro es completamente atribuible a las capacidades únicas del Hubble. Los telescopios terrestres no tienen la claridad suficiente para ver novas en profundidad en M87.

No pueden resolver estrellas o erupciones estelares cerca del núcleo de la galaxia, porque los alrededores del agujero negro son demasiado brillantes. Solo Hubble puede detectar las novas contra el brillante fondo de M87.

Las novas son increíblemente comunes en el Universo. Una nova estalla en algún lugar de M87 cada día. Pero dado que hay al menos 100 mil millones de galaxias en el Universo visible, aproximadamente un millón de novas estallan cada segundo en algún lugar del Cosmos.

Fuente: Hubble finds that a black hole beam promotes stellar eruptions | ESA/Hubble