Espiral de la muerte: un agujero negro girando de costado

imagen: Una impresión artística del sistema binario de rayos X MAXI J1820 + 070 que contiene un agujero negro (un pequeño punto negro en el centro del disco gaseoso) y una estrella compañera. Un chorro estrecho se dirige a lo largo del eje de rotación del agujero negro, que está fuertemente sesgado con respecto al eje de rotación de la órbita. La imagen fue producida con una brisa.
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Crédito: R. Hynes

Investigadores de la Universidad de Turku en Finlandia descubrieron que el eje de rotación de un agujero negro en un sistema binario está inclinado más de 40 grados con respecto al eje de la órbita estelar. Este descubrimiento desafía los modelos teóricos actuales de formación de agujeros negros.

La observación realizada por investigadores del Observatorio Tuorla en Finlandia es la primera medición confiable que muestra una diferencia significativa entre el eje de rotación de un agujero negro y el eje de la órbita de un sistema binario. La diferencia entre los ejes medidos por los investigadores en un sistema estelar binario llamado MAXI J1820+070 fue de más de 40 grados.

A menudo, para los sistemas espaciales con cuerpos más pequeños que orbitan alrededor de un cuerpo masivo central, el eje de rotación de ese cuerpo está alineado en gran medida con el eje de rotación de sus satélites. Esto también se aplica a nuestro sistema solar: los planetas giran alrededor del sol en un plano que coincide aproximadamente con el plano ecuatorial del sol. La inclinación del eje de rotación del Sol con respecto al eje orbital de la Tierra es de sólo siete grados.

«La predicción de alineación, en gran medida, no se aplica a objetos extraños como los binarios de rayos X de agujeros negros. Los agujeros negros en estos sistemas se formaron como resultado de un cataclismo cósmico: el colapso de una estrella masiva. Ahora vemos «El agujero negro extrae materia de la estrella más ligera cercana que lo orbita. Vemos radiación. Rayos X ópticos y brillantes como el último suspiro de la materia que cae, así como emisiones de radio de chorros relativistas que han sido expulsados ​​del sistema», dijo. dice. Gauri Potanínprofesor de astronomía en la Universidad de Turku y autor principal de la publicación.

Al seguir estos chorros, los investigadores pudieron determinar con mucha precisión la dirección del eje de rotación del agujero negro. Cuando la cantidad de gas que caía de la estrella compañera al agujero negro comenzó a disminuir, la temperatura del sistema se enfrió y una gran parte de la luz del sistema provenía de la estrella compañera. De esta forma, los investigadores pudieron medir la inclinación de la órbita mediante técnicas espectroscópicas, y esta coincidió aproximadamente con la inclinación de la balística.

«Para determinar la orientación 3D de la órbita, también se necesita saber el ángulo de posición del sistema en el cielo, lo que significa cómo gira el sistema con respecto a la dirección norte en el cielo. Esto se midió usando técnicas de polarimetría», dice Juri Potanin.

Los resultados se publican en saber La revista abre perspectivas interesantes hacia los estudios de formación de agujeros negros y la evolución de tales sistemas, ya que es difícil obtener un desequilibrio tan severo en muchos escenarios de formación de agujeros negros y evolución binaria.

La diferencia de más de 40 grados entre el eje orbital y la rotación del agujero negro fue completamente inesperada. Los científicos a menudo asumieron que esta diferencia era muy pequeña cuando modelaron el comportamiento de la materia en un espacio de tiempo curvo alrededor de un agujero negro. Los modelos existentes ya son complejos, y ahora los nuevos hallazgos nos obligan a agregarles una nueva dimensión”, dice Potanin.

El principal hallazgo se realizó utilizando un polarímetro interno. Depol-UF montado en telescopio óptico escandinavopropiedad conjunta de la Universidad de Turku con la Universidad de Aarhus en Dinamarca.


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