Descubren un intenso viento en las inmediaciones de un agujero negro que regula lo que 'traga'

• La investigación se ha realizado con el Gran Telescopio Canaria (GTC)
• Se trata de V404 Cygni, uno de los agujeros negros más cercanos
• Posee unas 10 veces la masa del Sol

Representación de un agujero negro.

Científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) han observado un viento de material neutro (de hidrógeno y Helio no ionizado) en las inmediaciones del agujero negro V404 Cygni. El aire se forma en las capas externas del disco de acreción, por lo que regula el proceso de cómo el material es tragado por el agujero.

Según señalan los autores en su artículo, publicado en Nature, V404 Cygni es un agujero negro que forma parte de un sistema binario situado en la constelación del Cisne. En este tipo de sistemas, de los que se conocen menos de 50, un agujero negro de unas 10 veces la masa del Sol y devora material procedente de una estrella muy cercana, su estrella compañera.

Durante este proceso, el material cae al agujero negro formando un disco de acreción, que emite en rayos X en sus zonas más internas y calientes. En zonas más externas, por el contrario, se puede estudiar este disco con luz visible, que es la parte del espectro en la que trabaja el Gran Telescopio Canarias (GTC), con el que se ha realizado esta investigación.

Los científicos destacan, además, que V404 Cygni está a "tan solo" unos 8.000 años luz de distancia, lo que le convierte en uno de los agujeros negros más cercanos a la Tierra. Posee un gran disco de acreción (unos 10 millones de kilómetros de radio), lo que hace que sus erupciones sean extremadamente luminosas en todos los rangos espectrales (rayos X, emisión visible, infrarroja y ondas radio).

Erupción después de 25 años

El 15 de junio de 2015, este agujero negro entró en erupción después de más de 25 años de inactividad. Durante este periodo su brillo aumentó un millón de veces en unos pocos días, convirtiéndose en la fuente más brillante del cielo en rayos X. El GTC comenzó a realizar observaciones espectroscópicas el día 17 de junio, mediante la activación de un programa de oportunidad, específicamente diseñado para este tipo de eventos por investigadores del IAC.

Fue entonces cuando las observaciones revelaron la presencia de este viento. Se trata del primero detectado en un sistema de este tipo. Según han señalado los científicos, se mueve a gran velocidad de 3.000 kilómetros por segundo, lo que le permite escapar del campo gravitatorio del agujero negro.

Su presencia permite explicar por qué la erupción a pesar de ser luminosa y muy violenta --con continuos cambios de brillo y eyecciones de masa en forma de chorros que se detectan en ondas de radio-- fue además muy breve (tan solo dos semanas).

Nebulosidad de material eyectado por el viento

Al final de esta erupción, las observaciones del GTC revelan la presencia de una nebulosidad formada por material eyectado por el viento. Este fenómeno, que ha sido observado por primera vez en un agujero negro, permite además estimar la cantidad de masa expulsada al medio interestelar.

"El brillo de la fuente junto con la gran área colectora del GTC ha permitido, no sólo detectar el viento, sino estudiar la variación de sus propiedades en escalas de tiempo de minutos", ha explicado el autor principal, Teo Muñoz Darias.

Del mismo modo, ha apuntado que la erupción de V404 Cygni, por su complejidad y por la gran cantidad y calidad de las observaciones obtenidas, "va ayudar a entender cómo los agujeros negros tragan materia a través de sus discos de acreción" ya que, se cree que lo observado en este trabajo ocurre en "otros agujeros negros con discos de acreción de gran tamaño".