Noticia en ABC Ciencia:

La súbita desaparición de la brillante corona de un Agujero Negro, asombra a los Astrónomos

En apenas un año, disminuyó su brillo en un factor de 10.000, para después volver poco a poco a su estado inicial

 

A 100 millones de años luz de la Tierra, astrónomos de varios observatorios se quedaron de piedra al comprobar cómo la brillante corona de un agujero negro supermasivo, el anillo ultrabrillante de partículas de alta energía a más de mil millones de grados de temperatura que rodea el agujero negro, desaparecía súbita y misteriosamente.

Aunque la causa de esta abrupta desaparición se desconoce, los investigadores creen que algo muy extraño debió de suceder. Algo como una estrella atrapada por la gravedad del agujero negro, “rebotando” a través la espiral de materiales en órbita y haciendo que todo a su alrededor, incluídas las partículas de alta energía de la corona, cayeran repentinamente al interior del agujero, desapareciendo para siempre.

 

El resultado de este proceso fue la sorprendente y precipitada disminución del brillo del agujero negro, que se redujo en un factor de 10.000 en menos de un año. El hallazgo se acaba de publicar en Astrophysical Journal Letters.

“Lo esperado es que cambios de luminosidad tan grandes sucedan en escalas de tiempo de muchos miles o de millones de años -asegura Erin Kara, del Instituto de Tecnología de Massachussetts (MIT) y coautora de la investigación-. Pero en este objeto el brillo cayó hasta 10.000 veces en un solo año, e incluso llegó a caer en un factor de 100 en apenas ocho horas, lo cual es totalmente desconocido y realmente alucinante”.

Tras la súbita desaparición de la corona, los investigadores continuaron observando el agujero negro, y vieron cómo empezaba de nuevo a juntar lentamente material alrededor de sus bordes exteriores para volver a formar su disco de acreción rotatorio, que a su vez empezó a emitir rayos X de alta energía cerca del horizonte de sucesos del agujero negro. De esta forma, y en apenas unos meses, el agujero negro generó una nueva corona, casi tan brillante como la original.

“Es la primera vez que vemos desaparecer una corona y volver a reconstruirse -prosigue Kara- y estamos viendo eso en tiempo real. Esto será realmente importante para comprender cómo la corona de un agujero negro se alimenta y se forma de la nada”.

Todo empezó con un destello

En marzo de 2018, los investigadores observaron un fuerte e inesperado destello en 1ES 1927 + 654, un núcleo galáctico activo, o AGN, que es un tipo de agujero negro supermasivo con un brillo superior al normal en el centro de una galaxia. El brillo del objeto aumentó súbitamente hasta 40 veces su luminosidad normal.

“Era un AGN que ya conocíamos -explica Kara-, pero no era demasiado especial. De repente, nos dimos cuenta de que este AGN corriente se volvía muy brillante, lo que llamó nuestra atención, y empezamos a apuntar hacia él muchos otros telescopios en muchas otras longitudes de onda para mirarlo”.

El equipo, en efecto, utilizó múltiples telescopios para observar el agujero negro en las bandas de rayos X, ópticas y de ondas ultravioleta. La mayoría de esos telescopios apuntaban periódicamente al agujero negro, por ejemplo registrando observaciones durante un día entero cada seis meses. El equipo del MIT, sin embargo, observó diariamente el agujero negro con el pequeño telescopio de rayos X NICER, de la NASA, instalado a bordo de la Estación Espacial Internacional y equipado con sensores y detectores diseñados y construidos por investigadores del propio MIT.

                   NICER el telescopio de rayos X

“NICER es genial -asegura Kara- porque es muy ágil”. Con él, el equipo podía “echar un vistazo” durante un rato cada día al agujero negro y dejar después libre el telescopìo para otras observaciones. Mirándolo tan a menudo, Kara y su equipo se dieron cuenta enseguida de que el agujero negro perdía rápidamente su corona, hasta que desapareció por completo. “Justo después de pasar por ese enorme estallido -recuerda la investigadora- vimos cómo la corona desaparecía. Se volvió indetectable, algo que nunca habíamos visto antes”.

La corona misteriosa

Los físicos no están del todo seguros de qué es lo que causa exactamente que se forme una corona alrededor de un agujero negro, pero creen que tiene algo que ver con la configuración de las líneas de campo magnñetico que atraviesan su disco de acreción. En las regiones externas del disco giratorio de material, esas líneas de campo tienen una configuración más o menos sencilla. Más cerca, sin embargo, y especialmente junto al horizonte de sucesos, la línea que una vez cruzada no permite que ningún objeto pueda volver a salir, la mayor energía de los materiales del disco puede hacer que las líneas del campo magnético se retuerzan y se rompan, para volver después a conectarse. Y esa maraña de energía magnética podría hacer girar partículas a toda velocidad alrededor del agujero, formando una corona que brilla extraordinariamente en el rango de los rayos X.

Kara y sus colegas creen que si la corona realmente desapareció por culpa de una estrella descarriada, esa estrella fue primero destrozada por el tirón gravitacional del agujero, y sus restos esparcidos por todo el disco de acreción. Ese pudo ser el origen del brillante destello captado en 2018. LLamado por los astrónomos “interrupción de marea”, este evento habría provocado que gran parte del material del disco cayera repentinamente en el agujero negro. Y también habría podido hacer que las líneas de campo magnético “se volvieran locas“, hasta el punto de no poder ya generar y soportar una corona de alta energía.

Los astrónomos calcularon que para causar la desaparición de la corona, la estrella debió de estar dentro de un radio de aproximadamente 4 minutos luz del centro del agujero negro. Es decir, a unos 75 millones de km, justo al lado de “la bestia”.

Después de desaparecer, la corona se ha ido formando de nuevo. No es tan brillante como antes, pero los investigadores siguen observando por si se producen más sorpresas. “Queremos vigilarlo -asegura Kara-. Todavía está en ese estado inusual de alto flujo, y tal vez vuelva a hacer alguna locura, así que no queremos perdernos eso”.

[?]

En otras ocasiones hemos presentado aquí trabajos que, entre los temas que fueron tratados, entraba el Universo estacionario y también la posibilidad de un final con la presencia del Big Crunch, lo cual, según todos los datos de la cosmología moderna, no será posible dado que, el Universo euclideo y la Densidad Crítica que se observa no sería suficiente para producir tal final. Por el contrario, la dinámica observada de expansión es cada vez más acelerada y, aunque algunos hablan de la “materia oscura”, en realidad no sabemos a qué se puede deber tal expansión pero, lo cierto es que no habrá colapso final y sí, en cambio, una expansión ilimitada que nos llevará hacia un “enfriamiento térmico” que llegará a alcanzar un máximo de entropía dS = dQ/T, así habrá una gran parte de la energía del Universo que no podrá producir trabajo. Sin embargo, es curioso que siendo eso lo que se deduce de los datos que tenemos, cuando miramos lo que predicen las nuevas teorías basadas en las cuerdas y la mecánica cuántica nos indica que tal escenario es poco creíble.

Todo parece indicar que nada podrá impedir que en las galaxias se sigan produciendo explosiones supernovas que formaran hermosas Nebulosas de las que nacerán nuevas estrellas, toda vez que las galaxias, quedarán aisladas y detendrán su expansiòn y tal hecho, no parece que pueda incidir en la mecánica galáctica de formación de nuevas estrellas. Así, las estrellas más masivas devolvern parte de la materia que las conforman al medio interestelar y la gravedad y la radiación se encargarán de que nuevos ciclos se sigan produciendo. ´

Y, las estrellas menos masivas, como nuestro Sol y otras seguirán sus vidas durante miles de millones de años y, si tiene planetas en su entorno, ¿quién sabe si estando en la zona habitable no podrá hacer surgir alguna clase de vida? Claro que, el proceso de la dinámica del universo es llegar al frío absoluta de los -273 ºC y, en ese momento, las masas de las estrellas quedarían bloqueadas, los átomos presentes en las Nebulosas perderían su dinámica y nada, en nuestro Universo, tendría movimiento ni energía para crear trabajo, la Entropía sería la dueña y señora de todo y una última estrella habría nacido para quedar colapsada sin poder cumplir su misión de transmutar elementos.

Pero no pocas de todas estas conclusiones son conjeturas que se hacen conforme a los datos observados que llevan a esas consecuencias. En otros panoramas se podría contemplar como en el futuro, las estrellas escaparían lentamente de las galaxias y según algunos cálculos el 90% de la masa estelar de una galaxia habría huído al espacio en unos 10^19 años. El 10% restante habría sido engullido por agujeros negros supermasivos centrales. El mismo mecanismo haría que los planetas escaparan de su soles y vagaran por el espacio como planetas errantes hasta perderse en el espacio profundo y, los que no lo hagan caeran hacia el centro de sus soles en unos  0^20 años.

                        Planetas errantes, los planetas sin una luz que los ilumine — Astrobitácora

Un último estudio ha indicado que el Universo es curvo, no plano como se creía y tal resultado, aunque tendrá que ser verificado, es importante para saber el final que realmente espera a nuestro Universo en ese futuro muy lejano en el que, no sabemos siquiera si nuestra especie andará aún por aquí.

Esa imagen de arriba no sería repetida y las galaxias, los cúmulos se disgregarían debido a interacciones gravitatorias en unos 10^23 años y, en un momento determinado el universo estaría formado por enanas negras, estrellas de neutrones y agujeros negros junto con planetas y pequeñas cantidades de gas y polvo, todo ello, sumergido en una radiación de fondo a 10^-13K. Hay modelos que predicen que los agujeros negros terminarán evaporándose mediante la emisión de la radiación de  Hawking. Una vez evaporado el agujero negro, los demás objetos se convertirían en Hierro en unos 10^1500 años pero también, pasado mucho tiempo, se evaporaran y a partir de este momento el universo se compone de partículas aisladas (fotones, electrones, neutrinos, protones). La densidad tenderá a cero y las partículas no podrán interactuar. Entonces, como no se puede llegar al cero absoluto, el universo sufrirá fluctuaciones cuánticas y podría generar otro universo. ¿Qué locura!

Claro que toda esa teoría podría modificarse si  la “energía oscura” -si finalmente existe- resultara ser negativa, con lo cual el fin se produciría antes. Tampoco se ha contado con la posible inestabilidad del protón. Todo esto está descrito según la física que hoy día se conoce, lo cual nos puede llevar a conclusiones erróneas. Como vereis, tenemos respuestas para todo y, aunque ninguna de ellas pueda coincidir con la realidad, lo cierto es que, el panorama de la cosmología está lleno de historias que, algunas podrán gustar más que otras pero todas, eso sí, están cargadas de una imaginación desbordante.

Como mi intelecto es más sencillo y no alcanza a ver en esas profundas lejanías, me quedo con lo más tangible y cercano como lo es el hecho cierto de que el Universo tiene que tener miles de millones de años para que haya podido tener tiempo suficiente para que los ladrillos de la vida sean manufacturados en las estrellas.

Las leyes de la gravitación nos dice que la edad del universo está directamente ligada a otras propiedades que manifiesta, como su densidad, su temperatura y el brillo del cielo. Puesto que el Universo debe expandirse durante miles de millones de años, debe tener una extensión visible de miles de millones de años-luz. Puesto que su temperatura y densidad disminuyen a medida que se expande, necesariamente se hace más frío y disperso. Ahora sabemos que la densidad del Universo es hoy día de poco más de 1 átomo por m³ de espacio.

Traducida en una medida de las distancias medias entre estrellas o galaxias, esta densidad tan baja muestra porque no es tan sorprendente que otros sistemas estelares estén tan alejados y sea difícil el contacto con extratreterrestres. Si existen en el Universo otras formas de vida avanzada (como creo), entonces, al igual que los seres de la Tierra habrán evolucionado sin ser perturbadas por los seres de otros mundos hasta que puedan llegar a lograr una fase tecnológica avanzada.

Además, la muy baja temperatura de la radiación hace algo más que asegurar que  el espacio sea un lugar frío: también garantiza la oscuridad del cielo nocturno. Durante siglos los científicos se han preguntado por esta sorprendente característica del Universo. Si ahí fuera en el espcio hubiera un número enorme de estrellas, entonces cabría pensar que mirar hacia arriba al cielo nocturno sería un poco como mirar un bosque denso.

                                               Millones de estrellas en un sólo cúmulo globular

Cada linea de visión debería terminar en una estrella. Sus superficies brillantes cubrirían cada parte del cielo haciénsolo parecido a la superficie del Sol. Lo que nos salva de ese cielo brillante es la expansión del Universo y la lejanía a la que se encuentran las estrellas entre sí. Para encontrar las condiciones necesarias que soporte la complejidad viviente hicieron falta diez mil millones de años de expansión y enfriamiento.

La Densidad de materia ha caido hasta un valor tan bajo que aun sim toda la materia se transformase repentinamente en energía radiante no advertiríamos ningún resplandor importante en el cielo nocturno. La radiación es demasiado pequeña y el espacio a llenar demasiado grande para que el cielo parezca brillante otra vez. Hubo un tiempo cuando el Universo era mucho más jovencito, menos de cien mil años, en que todo el cielo era brillante, tan brillante que ni estrellas ni átomos ni moléculas podían existir, la podría radiación los destruía. Y, en ese tiempo, no podrían haber existido observadores para ser testigo de ello.

            Con algunas estrellas por aquí y por allá, alguna que otra Nebulosa (incluso algunas brujas), el Universo es oscuro y frío.

Pero estas consideraciones tienen otros resultados de una Naturaleza mucho más filosófica. El gran tamaño y la absoluta oscuridad del Universo parecen ser profundamente inhóspitos para la vida. La apariencia del cielo nocturno es responsable de muchos anhelos religiosos y estéticos surgidos de nuestra aparente pequeñez e insignificancia frente a la grandeza e inmutabilidad (aparente) de las estrellas lejanas. Muchas Civilizaciones rindieron culto a las estrellas o creyeron que gobernaban su futuro, mientras otras, como la nuestra, a menudo anhelan visitarlas.

El Sol (tam importante para nuestro mundo y para nosotros), es una simple “bolita” al lado de esta estrella monstruosa. R136a1 que tiene nada menos que 265 masas solares.

Aquí la imagen del Sol ni se ve comparado con estas estrellas inmensas. Sin embargo, es esa estrella pequeña la que suministra la luz y el calor de la Vida en el Planeta Tierra, es decir, para nosotros… ¡La más importante! No por muy grande se es más que los demás.

Mucho se ha escrito sobre el efecto emocional que produce la contemplación de la insignificancia de la Tierra ante esa inmensidad del cielo salpicado de estrellas, inmersa en una Galaxia que tiene más de cien mil millones y que ahora sabemos, que también tiene, miles de millones de mundos. En efecto, la idea de ese conocimiento es impresionante y puede llegar (en algunos casos) a ser intensamente desagradable y producir sensación de ahogo y hasta miedo. Nuestra imaginación matemática se ve atormentada ante esa inconmensurable grandeza que, nuestras mentes, no llegan a poder asimilar. Y, la sorpresa llegó cuando pudimos descubrir que dentro de nuestro Universo, existía otro a escalainfinitesimal que planteaba preguntas que no sabíamos responder.

“Pues bien, tratando de responder a estas preguntas es como nace The Scale of The Universe 2, una visualización interactiva creada por  Cary y Michael Huang; la visualización es sorprendente porque nos permite ir a escalas mínimas y llegar hasta el tamaño aproximado del Universo, comparando cosas que están, de muchas maneras, más allá de nuestra imaginación (sigo pensando que es difícil imaginarse el tamaño real de un átomo, o el de una galaxia).”

Claro que, en eso de lo grande y lo pequeño…, todo puede ser muy subjetivo y, no pocas veces dependerá de la perspectiva con que lo podamos mirar. Podríamos considerar la Tierra como enorme, al mirarla bajo el punto de vista que es el mundo que nos acoge, en el que existen inmensos océanos y grandes montañas y volcanes y llanuras y bosques y ríos y, una inmensa lista de seres vivos. Sin embargo, se nos aparecerá en nuestras mentes como un minúsculo grano de arena y agua si la comparamos a la inmensidad del Universo. Igualmente, podemos ver un átomo como algo grande en el sentido de que, al juntarse con otros, pueden llegar a formar moléculas que juntas, son capaces de formar mundos y galaxias.

Si comparamos una galaxia con un átomo, éste nos parecerá algo ínfimo. Si comparamos esa misma galaxia con el Universo, lo que antes era muy grande ahora resulta ser también muy poca cosa. Si el mundo que nos acoge, en el que la Humanidad ha escrito toda su historia y costado milenios conocer, dado su “inmensidad” para nosotros, lo comparamos con la Nebulosa Orión, nos parecerá ridículo en tamaño y proporción y, sin embargo, cuán importante es para nosotros. Todo puede ser grande o pequeño dependiendo de la perspectiva con que lo miremos y según con qué lo podamos comparar.

Lá, la inmensa galaxia, está echa de diminutas partículas (Quarks y Leptones), sin ellas no seróa

Nada es objetivamente grande; las cosas son grandes sólo cuando consiguen tocar la sensibilidad del observador que las contempla, encontrar los caminos hacia su corazón y su cerebro. La idea de que el Universo es una multitud de esferas minúsculas circulando como motas de polvo en un vacío oscuro e ilimitado, podría dejarnos fríos e indiferentes, si no acomplejados y deprimidos, si no fuera porque nosotros identificamos este esquema hipotético con el esplendor visible, la intensidad conmovedora del desconcertante número de estrellas que están ahí, precisamente, para hacer posible nuestra presencia aquí y, eso amigos míos, nos hace ser importantes, dado que demuestra algo irrefutable, formamos parte de toda esta grandeza.

Bueno, no es por nada pero, ¿quién me puede decir que una imagen como la que arriba podemos contemplar, no es tan hermosa como la más brillante de las estrellas del cielo? Incluso diría que más, ya que se trata del producto o esencia del material que allí se fabricó y que ha podido llegar a su más alto nivel de belleza que, además, tiene consciencia de Ser y genera pensamientos y, ¡sentimientos!

           Somos parte del Universo, una de las que piensa (creo que hay muchas más)

Yo, si tengo que deciros la verdad, no me considero nada insignificante, soy consciente de que formo parte del Universo, como todos ustedes, ni más ni menos, somos una parte de la Naturaleza y, como tales productos de algo tan grande, debemos estar orgullosos y, sobre todo procurar, conocer bien qué es lo que realmente hacemos aquí, para qué se nos ha traído y, para ello amigos, el único camino que conozco es, llegar a conocer a fondo la Naturaleza y procurar desvelar sus secretos, ella nos dirá todo cuanto queramos saber.

emilio silvera

[?]