Se ha observado el eco de luz de un destello de rayos X desde el núcleo de una galaxia. Cuando la estrella fue empujada hacia el agujero negro, su material se inyectó en el disco de acreción del agujero negro, causando un repentino estallido de radiación. La emisión de llamarada de rayos X resultante se observó cuando golpeó los gases estelares locales, produciendo el eco de la luz. Este evento nos da una mejor idea de cómo las estrellas son comidas por los agujeros negros supermasivos y proporciona un método para mapear la estructura de los núcleos galácticos. Los científicos ahora creen que tienen evidencia observacional de lo esquivo toro molecular se cree que rodea los agujeros negros supermasivos activos.
Se han observado ecos de luz de galaxias distantes antes. Los ecos de una supernova que ocurrió hace 400 años (que ahora se observa como el remanente de supernova SNR 0509-67.5) solo se observaron aquí en la Tierra, después de que las emisiones de supernova rebotaran en la materia galáctica. Sin embargo, esta es la primera vez que se han observado las emisiones energéticas de un influjo repentino de materia en un disco de acumulación de agujero negro supermasivo haciendo eco de gases dentro de los núcleos galácticos. Este es un paso importante para comprender cómo las estrellas son consumidas por los agujeros negros supermasivos. Además, el eco actúa como un reflector, destacando la materia estelar oscura entre las estrellas, revelando una estructura que nunca antes habíamos visto.
Esta nueva investigación fue llevada a cabo por un equipo internacional dirigido por Stefanie Komossa del Instituto Max Planck de Física extraterrestre en Garching, Alemania, utilizando datos del Sloan Digital Sky Survey. Komossa compara esta observación a iluminar una ciudad oscura con un estallido de fuegos artificiales:
“Estudiar el núcleo de una galaxia normal es como mirar el horizonte de Nueva York por la noche durante un corte de energía: no se puede aprender mucho sobre edificios, carreteras y parques. La situación cambia, por ejemplo, durante una exhibición de fuegos artificiales. Es exactamente lo mismo cuando una explosión repentina de radiación de alta energía ilumina una galaxia."- Stefanie Komossa
Una fuerte explosión de rayos X como esta puede ser muy difícil de observar ya que son emisiones de corta duración, pero se puede obtener una gran cantidad de información al ver tal evento si los astrónomos son lo suficientemente rápidos. Al analizar el grado de ionización y los datos de velocidad en las líneas de emisión espectroscópicas de la luz con eco, los físicos de Max Planck pudieron deducir la ubicación de la antorcha. Dentro de las líneas de emisión se encuentran las "huellas digitales" cósmicas de los átomos en la fuente de la emisión, que los llevan al núcleo galáctico donde se cree que vive un agujero negro supermasivo.
El modelo estándar para núcleos galácticos (a.k.a. modelo unificado de galaxias activas) predicen un "toro molecular" que rodea el disco de acreción del agujero negro. Estas nuevas observaciones de la galaxia llamada SDSSJ0952 + 2143 parecen mostrar que el destello de rayos X fue reflejado por el toro molecular galáctico (con fuertes líneas de emisión de hierro). Esta es la primera vez que se ve la presencia de un posible toro, y si se confirma, los astrofísicos tendrán su evidencia observacional de esta posibilidad teórica, fortaleciendo el modelo estándar. Además, el uso de bengalas de disco de acreción puede ayudar a los científicos al intentar mapear la estructura de otros toros moleculares.
Fortalecer la observación de la emisión de rayos X eco del toro es la posibilidad de ver emisiones infrarrojas variables. Esta emisión significa una "última llamada de ayuda" por la nube de polvo que se calienta rápidamente por los rayos X incidentes. El polvo habrá sido vaporizado poco después.
Pero, ¿cómo saben que fue una estrella que cayó en el disco de acreción? Además de las fuertes líneas de hierro, hay extrañas líneas de emisión de hidrógeno que nunca antes se habían visto. Esta es una fuerte evidencia de que son los restos de una estrella que se acercó demasiado al agujero negro, quitando su combustible de hidrógeno.
Aunque la llamarada de rayos X ha disminuido, el satélite de rayos X Chandra continúa observando la galaxia. Se observan emisiones de rayos X débiles pero medibles, lo que puede significar que la estrella todavía se está alimentando al disco de acreción. Parece posible que medir esta débil emisión también pueda ser útil, lo que permite a los investigadores continuar mapeando el toro molecular mucho después de que haya finalizado la fuerte emisión inicial de rayos X.
Fuentes: arXiv, Instituto Max Planck de Física Extraterrestre
