Hubble encuentra muchas estrellas en explosión en regiones cercanas a un agujero negro

Los agujeros negros supermasivos son importantes para las galaxias que habitan porque los eventos de retroalimentación interfieren con su dinámica y evolución. Los eventos de retroalimentación ocurren cuando el material se vuelve extremadamente energético debido a algún proceso causado por el agujero negro. Es importante recordar que estos eventos tienen lugar en el entorno alrededor del agujero negro ya que nada puede escapar de su interior.

Uno de los eventos de retroalimentación más conocidos es la generación de chorros relativistas, que son chorros de materia que pueden alcanzar velocidades cercanas a la de la luz. Ya se han observado varios chorros en el universo e incluso en un famoso agujero negro llamado M87*.

M87* se hizo famoso por ser el objetivo de la primera fotografía de un agujero negro registrada en la historia de la ciencia, publicada en 2019 por la colaboración EHT.

El agujero negro M87* volvió a ser el objetivo de las observaciones del telescopio Hubble, que ya había sido el telescopio responsable de encontrar el chorro M87* en el año 2000. Ahora, el telescopio Hubble ha observado otro efecto curioso: las estrellas parecen explotar cuando llegan a una región cercana al chorro relativista. Los astrónomos están intentando explicar cómo los chorros relativistas provocan este efecto y controlan la población de estrellas en la región central de la galaxia.

M87*

En 2019, la colaboración EHT publicó la primera fotografía de un agujero negro jamás registrada en la historia. El agujero negro de la foto se llama M87* y está situado en el centro de la galaxia elíptica M87, a unos 55 millones de años luz de la Tierra.

Tiene aproximadamente 7 mil millones de veces la masa del Sol y un radio ligeramente mayor que el radio de la órbita de Plutón, lo que lo convierte en uno de los más grandes conocidos.

Debido a su proximidad y tamaño, M87* se convirtió en un objetivo perfecto para las observaciones de la colaboración EHT. En la imagen obtenida se puede observar el material que brilla al ser capturado por el campo gravitacional del agujero negro. Además, otra razón por la que M87* es una elección perfecta es la existencia de un chorro relativista observado por el telescopio Hubble en 2000. Las observaciones pueden ayudar a explicar cómo se generan los chorros en el entorno alrededor del agujero negro.

Chorros relativistas

Cuando fue fotografiada por el Telescopio Hubble en 2000, la galaxia M87 tiene un rayo azulado que sale en una dirección. Este haz azulado es un chorro relativista formado por partículas con velocidades cercanas a la de la luz y que son expulsadas por los agujeros negros. Se forman cuando cae material hacia los agujeros negros y hay presencia de campos magnéticos que provocan la formación de los chorros.

El gran interés de los astrónomos por los chorros relativistas se debe a que pueden afectar la dinámica, estructura y composición de una galaxia. Debido a que son extremadamente energéticos, los objetos que pasan delante de un chorro están altamente ionizados. Si una nube de formación estelar es golpeada, el proceso de formación estelar puede interrumpirse, provocando una caída en la tasa de formación.

Novas

Un tipo de explosión estelar se llama nova y ocurre cuando una de las estrellas de un sistema binario es una enana blanca. La enana blanca puede acumular materia de una estrella compañera y se produce una inestabilidad que forma una explosión termonuclear en la superficie de la enana blanca. Aunque no es comparable a una supernova, la nova también emite una gran cantidad de energía y es extremadamente brillante.

Cuando una enana blanca se convierte en supernova, la estrella queda completamente destruida y no quedan restos. Las novas no destruyen la enana blanca, sólo la capa más superficial de la estrella es expulsada al espacio. Es común que una nova ocurra varias veces en una enana blanca y se predice que una de esas explosiones ocurrirá en el sistema binario conocido como T Coronae Borealis.

¿Agujeros negros limpiando la galaxia?

Un nuevo descubrimiento realizado a través de observaciones del Hubble puede encontrar una conexión entre las novas y los chorros relativistas. Con observaciones de la galaxia M87 durante unos nueve meses, fue posible analizar con más detalle el chorro relativista, conocido desde hace más de 20 años. Lo que el grupo encontró fue que las regiones cercanas al chorro relativista son aproximadamente 2 veces más jóvenes que el resto de la galaxia.

Ainda não se sabe como o jato relativístico faz com que as anãs brancas presentes em sistemas binários acretem mais matéria. Uma ideia é que a pressão de radiação pode forçar a acreção pelas anãs brancas. Outra ideia é que alguma mudança na atividade ao redor do jato relativístico, como a presença de nuvens de hidrogênio, faz com que mais material chegue até essas anãs brancas.

Hubble y M87*

Otro motivo por el que el trabajo llama la atención es la relación entre el telescopio Hubble y la galaxia M87 y, en consecuencia, el agujero negro M87*. El telescopio fue el primero en observar la galaxia con su chorro emitido por el agujero negro central. Con las imágenes del Hubble, el grupo EHT pudo comparar los resultados del EHT con los detalles encontrados por el Hubble. Y una vez más, Hubble encuentra algo nuevo sobre M87.

Referencia de la noticia:

Lessing et al. 2024 A 9-Month Hubble Space Telescope Near-UV Survey of M87. II. A Strongly Enhanced Nova Rate near the Jet of M87 The Astrophysical Journal