El telescopio Hubble descubre un misterioso disco de agujero negro

Impresión artística del peculiar y fino disco de material que rodea un agujero negro supermasivo en el corazón de la galaxia espiral “NGC 3147”, ubicada a 130 millones de años luz de distancia. Foto la hora: ESA / HUBBLE, M. KORNMESSER / Europa Press/Dpa.

MADRID
Agencia dpa / (Europa Press)

Astrónomos han observado, utilizando el Telescopio Espacial Hubble, un sorprendente disco delgado de material que rodea un agujero negro súpermasivo en el corazón de la galaxia espiral “NGC 3147”.

Los agujeros negros en ciertos tipos de galaxias como “NGC 3147” se consideran “hambrientos”, ya que no hay suficiente material capturado gravitacionalmente para alimentarlos regularmente. Por lo tanto, es desconcertante que haya un disco delgado que rodea un agujero negro “hambriento” que imita los discos mucho más grandes que se encuentran en galaxias extremadamente activas.

Este disco de material que rodea el agujero negro ofrece una oportunidad única para probar las teorías de la relatividad de Albert Einstein, por lo que es de particular interés. El disco está tan profundamente incrustado en el intenso campo gravitatorio del agujero negro que la luz del disco de gas se altera, de acuerdo con estas teorías, dando a los astrónomos un vistazo único a los procesos dinámicos cercanos a un agujero negro.

“Nunca hemos visto los efectos de la relatividad general y especial en la luz visible con tanta claridad”, asegura Marco Chiaberge, miembro del equipo de AURA para la ESA, STScI y la Universidad Johns Hopkins.

El Hubble observó que el material del disco giraba alrededor del agujero negro a más del 10% de la velocidad de la luz. A velocidades tan extremas, el gas parece brillar a medida que viaja hacia la Tierra por un lado, y por otro, se atenúa a medida que se aleja de la Tierra. Este efecto se conoce como emisión relativista.

Las observaciones del Hubble también muestran que el gas está incrustado tan profundamente en un pozo gravitacional que la luz está “luchando” por escapar, y por lo tanto parece estirada a longitudes de onda más rojas. La masa del agujero negro es alrededor de 250 millones de veces la del Sol.

Para estudiar la materia que se arremolina en lo profundo de este disco, los investigadores utilizaron el Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial Hubble (STIS). Esta herramienta de diagnóstico divide la luz de un objeto en sus muchas longitudes de onda individuales para determinar la velocidad, la temperatura y otras características del objeto con una precisión muy alta. STIS fue esencial para observar efectivamente la región de baja luminosidad alrededor del agujero negro, bloqueando la brillante luz de la galaxia.

Los astrónomos seleccionaron inicialmente esta galaxia para validar los modelos aceptados sobre galaxias activas de baja luminosidad: aquellas con agujeros negros desnutridos. Estos modelos predicen que los discos de material deben formarse cuando una gran cantidad de gas queda atrapada por la fuerte fuerza gravitacional de un agujero negro, que luego emite mucha luz y produce una luz brillante llamada cuásar.

“El tipo de disco que vemos es un cuásar reducido que no esperábamos que existiera”, explica el primer autor del estudio, Stefano Bianchi, de la Universidad de Roma III –evalúa–. Es el mismo tipo de disco que vemos en objetos que son 1,000 o incluso 100,000 veces más luminosos. Las predicciones de los modelos actuales para galaxias activas muy débiles fallaron claramente”.

En cualquier caso, el equipo espera usar el Hubble para buscar otros discos muy compactos alrededor de agujeros negros de baja luminosidad en galaxias activas similares.