En contexto: Los sistemas binarios compuestos por un agujero negro supermasivo y una singularidad mucho más pequeña que orbita a su alrededor son cruciales para estudiar los eventos de ondas gravitacionales. Sin embargo, detectarlos es un gran desafío. Una configuración binaria recientemente descubierta podría ayudar a identificar candidatos potenciales para sistemas binarios de agujeros negros.
En una galaxia a 800 millones de años luz de la Tierra, hay un agujero negro supermasivo que permaneció relativamente tranquilo hasta diciembre de 2020. En aquel entonces, los astrónomos detectaron un débil estallido de «luz» en la porción de rayos X del espectro electromagnético. La explosión se produjo en un intervalo inusualmente regular, cada 8,5 días.
Según el equipo internacional de astrónomos que estudia el caso, este peculiar fenómeno se parecía a una especie de «hipo» cósmico. Un recién publicado estudiar explica que estos contratiempos periódicos probablemente sean causados por dos agujeros negros que orbitan entre sí, y la singularidad más pequeña choca contra el disco de acreción del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia distante.
El científico investigador del MIT y coautor del artículo, Dheeraj «DJ» Pasham, señaló que el telescopio de rayos X NICER (Explorador de composición interior de estrellas de neutrones) a bordo de la Estación Espacial Internacional jugó un papel crucial en el estudio de la aparición de estos contratiempos cósmicos. Pasham utilizó su tiempo asignado para enfocar el telescopio en la galaxia que emite el estallido de rayos X.
Después de recopilar cuatro meses de datos, el investigador observó el período de caída de 8,5 días de las radiaciones altamente energéticas. «Era casi como cuando el brillo de una estrella se atenúa cuando un planeta cruza frente a ella», Pasham dicho«pero en este caso, el nivel de brillo de toda una galaxia se estaba viendo afectado».
Inspirándose en una teoría publicada por físicos checos sobre un agujero negro supermasivo que tiene un compañero en órbita más pequeño, Pasham realizó simulaciones con sus propios datos recopilados a través del observatorio NICER. Los datos respaldan la teoría checa, pero el misterio sobre la aparición repentina de estallidos de rayos X en diciembre de 2020 sigue sin resolverse.
Los investigadores ahora sugieren que los estallidos de luz fueron causados por un «evento de perturbación de marea» (TDE), un cataclismo cósmico en el que una estrella es atraída por la influencia gravitacional del agujero negro y luego es destrozada. El TDE proporcionó suficiente material para enriquecer el débil disco de acreción alrededor del agujero negro supermasivo, que, a su vez, estaba siendo perturbado por el agujero negro más pequeño que pasaba a través del disco.
Pasham sugiere ahora que estos inusuales sistemas binarios de agujeros negros podrían ser fenómenos relativamente comunes en todo el cosmos.