Ilustración artística de un frío y pesado agujero negro situado en el centro de una galaxia, con 100 millones de veces la masa de nuestro Sol, calentando su entorno a miles de grados, en comparación con un agujero negro estelar más pequeño y supercaliente, con decenas de veces la masa de nuestro Sol, pero capaz de calentar su entorno a millones de grados. Crédito: Gabriel Pérez Díaz (IAC)
Una investigación internacional, liderada por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha hallado un nuevo método para medir la masa de los agujeros negros sobre la base de la temperatura que alcanza el gas alrededor de estos objetos cuando están activos. Los resultados del trabajo se han publicado recientemente en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
La confirmación de la existencia de agujeros negros es uno de los resultados mas fundamentales en Astrofísica. Existen varios tipos de agujeros negros según su masa. A grandes rasgos, hay desde agujeros negros de masa estelar, que son el resultado del final catastrófico de una estrella muy masiva y poseen masas comparables a las de las estrellas, hasta agujeros negros supermasivos, que ocupan los centros de la mayoría de las galaxias.
La medida de la masa es, hasta el momento, la única propiedad que los científicos saben acotar de este tipo de objetos compactos. Un reciente trabajo, liderado por la investigadora del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) Almudena Prieto, ha hallado un método original para medir la masa de los agujeros negros, desde los estelares a los supermasivos, basado en la medida simple del espectro de emisión del gas ionizado que se genera en las inmediaciones de un agujero negro cuando está activo, es decir, cuando está ”tragando” el material que cae en su posesión.
El método hallado se apoya en una teoría, propuesta en 1973, aplicada en estrellas binarias de rayos X, un sistema que emite una intensa radiación en rayos X y que está formado por un objeto compacto, habitualmente un agujero negro, y por una estrella compañera. “Este método abre una nueva posibilidad para medir tanto agujeros negros de baja masa, como de masa intermedia y supermasivos”, señala la investigadora. “Al mismo tiempo, gracias a su base teórica, el nuevo método aporta la posibilidad de acotar la rotación o spin de un agujero negro, además de su masa”, subraya.
Cuanto mas pequeños, mas calientes; cuanto mas grandes, mas fríos
El estudio también ha proporcionado algunos resultados sorprendentes para los investigadores. “Un resultado curioso del trabajo, quizás contraintuitivo, es que cuanto más masivo es un agujero negro, más inactivo se vuelve y más frío se convierte el medio a su alrededor”, explica Alberto Rodríguez Ardila, investigador del Laboratorio Nacional de Astrofísica (Brasil) y coautor del artículo. “Lo opuesto sucede cuando ‘pierden peso’, en cuyo caso son capaces de calentar el material que tienen a su alrededor a millones de grados, siempre que estén activos”, añade el astrofísico.
Rodríguez Ardila fue investigador invitado en el IAC del programa Severo Ochoa, en 2014, y realizó gran parte de las investigaciones que se publican en el reciente trabajo durante una segunda estancia de un año financiada por el gobierno de Brasil, en 2018. Este estudio forma parte del proyecto PARSEC que investiga, en múltiples longitudes de onda, el núcleo de las galaxias más cercanas y los procesos de acreción de los agujeros negros. Los datos del trabajo han sido tomados en el telescopio Gemini Sur y el Observatorio SOAR, en Chile, gracias a la participación de Brasil en estas instalaciones.
Artículo: Almudena Prieto et al: “A novel black hole mass scaling relation based on coronal gas, and its dependence with the accretion disc”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 510, Issue 1, February 2022, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab3414
Contacto en el IAC:
Almudena Prieto, aprieto [at] iac.es (aprieto[at]iac[dot]es)
