El telescopio James Webb ha descubierto un extraordinario agujero negro llamado LID-568. Lo que lo hace tan especial es la velocidad a la que se alimenta de materia. De hecho, supera hasta 40 veces el límite de Eddington.
Esta es la luminosidad máxima que puede alcanzar un agujero negro. Si un objeto tiene una luminosidad superior a este valor, la presión de radiación se impone a la presión del gas y una estrella, por ejemplo, salta por los aires. La atracción hacia el interior y la presión hacia el exterior de la materia acumulada y en caída permanecen equilibradas en el límite de Eddington.
Teóricamente imposible
Pero ese no es el caso de LID-568, algo que teóricamente se creía imposible. “Este agujero negro se está dando un festín”, responde la investigadora Julia Scharwächter, astrónoma del Observatorio Internacional Gemini. “Este caso extremo demuestra que un valor por encima del límite de Eddington es una de las posibles explicaciones de por qué vemos agujeros negros tan pesados tan pronto en el universo”.
Los agujeros negros supermasivos están en el centro de la mayoría de las galaxias, y los telescopios modernos siguen observándolos en etapas sorprendentemente tempranas de la evolución del universo. Hasta ahora era difícil entender cómo estos agujeros negros podían crecer tanto y tan rápido. Pero el descubrimiento de LID-568 alimentándose a una velocidad extrema, solo 1500 millones de años después del Big Bang, revela ahora más sobre estos agujeros negros de rápido crecimiento en el universo primitivo.
James Webb ofrece una solución
El telescopio espacial James Webb (JWST) realizó un muestreo de galaxias y descubrió LID-568. Destacaba por su intensa emisión de rayos X, pero su posición exacta no podía determinarse únicamente a partir de observaciones de rayos X. Por ello, se utilizó el espectrógrafo del JWST. Este instrumento puede obtener un espectro para cada píxel del campo de visión del instrumento en lugar de solo una estrecha sección transversal. “Debido a la débil naturaleza de LID-568, su detección habría sido imposible sin el JWST. El uso del espectrógrafo fue innovador y necesario para nuestra observación”, afirma el astrónomo Emanuele Farina.
Rápida acreción
El equipo, cuyo estudio fue publicado en Nature, pudo así obtener una imagen completa del agujero negro y su región circundante. Esto llevó al inesperado descubrimiento de potentes flujos de gas alrededor del agujero negro central. La velocidad y magnitud de estos flujos sugirieron que una parte sustancial del aumento de masa de LID-568 podría haberse producido durante un único y rápido episodio de acreción. La acreción es el proceso por el que la materia se contrae de modo que muchas partículas pequeñas forman varias más grandes. En el proceso se libera una enorme cantidad de energía. Así es como pueden formarse estrellas y planetas. Así que esto también habría ocurrido en LID-568. “Este resultado accidental añade una nueva dimensión a nuestra comprensión del sistema y ofrece interesantes oportunidades para futuras investigaciones”, afirma otro investigador.
Una válvula de escape
Enseña a los astrónomos más cosas sobre la formación de agujeros negros supermasivos a partir de agujeros negros más pequeños, que, según las teorías actuales, surgen de la muerte de las primeras estrellas del universo o del colapso directo de nubes de gas. Hasta ahora, sin embargo, esta teoría no podía confirmarse con observaciones. El JWST ha cambiado esta situación. “El descubrimiento de un agujero negro con una llamada superacumulación de Eddington indica que una parte significativa del crecimiento de un agujero negro puede ocurrir durante un único episodio de alimentación rápida, independientemente de dónde se originó el agujero negro”, se afirma.
Pero, sobre todo, el descubrimiento de LID-568 demuestra que es posible que un agujero negro supere su límite de Eddington y da a los astrónomos la oportunidad de estudiar por primera vez cómo sucede. Es posible que el potente flujo de salida observado en LID-568 actúe como una especie de válvula de alivio de presión para el exceso de energía generado por la acreción extrema, impidiendo que el sistema se vuelva demasiado inestable. Para investigar más a fondo estos mecanismos, ya están previstas observaciones de seguimiento con el JWST.
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