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Una nueva forma de visión de rayos X acaba de permitir a los científicos ver de cerca la estructura de la materia a punto de ser tragada por un agujero negro.
En un nuevo estudio publicado el jueves en la revista Science, los científicos describen las primeras observaciones de un agujero negro que se alimenta activamente realizadas por el nuevo Explorador de Polarimetría de Rayos X de Imágenes, o IXPE, una misión conjunta de la Nasa y la Agencia Espacial Italiana, ASI.
Mientras que otros telescopios espaciales pueden observar la luz de los rayos X, especialmente el Observatorio de Rayos X Chandra de la Nasa, el IXPE es el primero que se centra en la polarización de los rayos X, es decir, en la dirección en la que oscilan las ondas de rayos X.
La dirección de oscilación de una onda de rayos X puede informar a los astrónomos sobre el material que puede haber atravesado en su camino hacia los observadores, y en el caso del agujero negro conocido como Cygnus X-1, permitió a los investigadores determinar la forma y la ubicación del material que se arremolinaba alrededor del agujero negro como el agua que rodea un desagüe.
“Las observaciones anteriores de los agujeros negros con rayos X sólo medían la dirección de llegada, el tiempo de llegada y la energía de los rayos X procedentes del plasma caliente que se dirige en espiral hacia los agujeros negros”, dijo el profesor de física de la Universidad de Washington en San Luis y autor principal del estudio Henric Krawczynski dijo en un comunicado. La polarización de los rayos X, dice, “conlleva información sobre cómo se emitieron los rayos X – y si, y dónde, se dispersan del material cercano al agujero negro.”
La gravedad de los agujeros negros es tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de ellos una vez que se cruza un umbral cerca del agujero negro conocido como horizonte de sucesos. Pero un agujero negro que se alimenta activamente -es decir, un agujero negro creador de masa- arrastrará la materia circundante en un disco giratorio que se precipita alrededor del agujero negro cuando la materia cae sobre el borde del horizonte de sucesos.
El remolino de materia se conoce como disco de acreción, y el material puede comprimirse y sobrecalentarse tanto que emite potentes rayos X antes de caer en el agujero negro, que los científicos del IXPE pueden ahora detectar y estudiar.
El estudio reveló que, desde el punto de vista de la Tierra, el “flujo de acreción se ve más de canto de lo que se pensaba”, dijo en un comunicado el astrofísico del Instituto Astronómico de la Academia Checa de Ciencias y coautor del estudio, Michal Dovčiak.
Cygnus X-1 es el primer agujero negro creador de masa que los científicos han estudiado con el IXPE. Se trata de un agujero negro de 21 masas solares situado a 6.070 años luz de la Tierra, y que actualmente se alimenta de la materia extraída de su compañera, una estrella gigante azul cercana.
“Estos nuevos conocimientos permitirán mejorar los estudios con rayos X sobre cómo la gravedad curva el espacio y el tiempo cerca de los agujeros negros”, dijo el Dr. Krawczynski.
La misión IXPE va más allá de los agujeros negros, y los científicos ya han estudiado restos de supernovas, estrellas de neutrones, púlsares, núcleos galácticos activos y casi cualquier fenómeno del espacio que genere rayos X extremos.
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