Agujero negro supermasivo 1ES 1927+654: oscilaciones inesperadas y únicas desafían las teorías existentes sobre estos objetos cósmicos.
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A veces, el universo nos sorprende con fenómenos tan extraordinarios que parecen salidos de una película de ciencia ficción. Un ejemplo reciente es el caso del agujero negro supermasivo 1ES 1927+654, un objeto cósmico que ha desconcertado a los astrónomos por su comportamiento inesperado y único. Detectado en un momento de inusual actividad, este agujero negro ha sido testigo de cambios espectaculares en su entorno y de la aparición de oscilaciones casi periódicas (QPOs, por sus siglas en inglés) en frecuencias que jamás se habían observado con tanta claridad en sistemas similares.
El estudio publicado recientemente en arXiv describe estas oscilaciones, detectadas en la luz de rayos X emitida por el material que orbita cerca del agujero negro. Estas QPOs, con frecuencias que evolucionan rápidamente y sin precedentes, han puesto a prueba las teorías existentes sobre la dinámica de los agujeros negros supermasivos. Este fenómeno también abre la puerta a nuevas preguntas sobre la interacción entre agujeros negros y su entorno. El artículo ha sido aceptado en Nature.
La peculiaridad del agujero negro 1ES 1927+654
1ES 1927+654 ha demostrado ser un caso único entre los núcleos galácticos activos. En 2018, este agujero negro experimentó un estallido masivo en rayos X, acompañado de la destrucción y posterior recreación de su corona de rayos X, una región crítica para entender cómo estos objetos emiten radiación. El estallido inicial marcó el comienzo de un fenómeno nunca antes observado: fluctuaciones cuasi periódicas con frecuencias muy bajas.
Estas oscilaciones, detectadas con el satélite XMM-Newton, destacan no solo por su regularidad, sino también por su ubicación extremadamente cercana al horizonte de eventos del agujero negro, .muy cerca del horizonte de eventos, a una distancia crítica definida por la masa del agujero negro. Este detalle es crucial, ya que sugiere que el material está interactuando directamente con los campos gravitacionales extremos del agujero negro. Por otra parte, la frecuencia de estas oscilaciones ha mostrado un cambio significativo con el tiempo, pasando de 18 minutos a apenas 7 minutos, un comportamiento que los modelos actuales no logran explicar por completo.
¿Qué son las oscilaciones casi periódicas (QPOs)?
Las QPOs son variaciones regulares en el brillo de un objeto en el rango de rayos X. En el caso de 1ES 1927+654, estas oscilaciones ocurren en la región más interna del disco de acreción, donde el gas y el polvo caen hacia el agujero negro. El fenómeno observado presenta características únicas:
- Frecuencia en evolución: Las QPOs han mostrado un aumento de frecuencia con una desaceleración progresiva, un comportamiento que nunca se había observado antes.
- Correlación con el flujo de rayos X: La intensidad de estas oscilaciones aumenta en las bandas de energía más altas, lo que indica que están relacionadas con la corona de rayos X.
- Persistencia en el tiempo: A pesar de su evolución, las QPOs han sido detectadas durante casi dos años consecutivos, lo que las convierte en un fenómeno duradero y significativo.
Estos detalles subrayan la necesidad de profundizar en el estudio de las QPOs para entender cómo interactúan las fuerzas gravitacionales y magnéticas en las cercanías de un agujero negro.
Modelos propuestos para explicar el fenómeno
Los científicos han explorado varias teorías para explicar las QPOs observadas en 1ES 1927+654. Entre las más destacadas se encuentran:
- Presión de radiación en la corona: Algunos modelos sugieren que las QPOs podrían originarse por ondas magnetoacústicas que viajan dentro de la corona, modulando la radiación emitida por el agujero negro. Este modelo explica cómo la contracción o expansión de la corona podría alterar la frecuencia de las oscilaciones.
- Interacción con un compañero estelar: Otra hipótesis es que las QPOs están causadas por un objeto compacto, como una enana blanca, que orbita cerca del agujero negro. Este objeto podría estar perdiendo masa, lo que afectaría su movimiento orbital y explicaría los cambios en la frecuencia de las QPOs.
- Inestabilidades del disco de acreción: Las variaciones en la estructura del disco que rodea al agujero negro también podrían generar oscilaciones periódicas. Sin embargo, este modelo enfrenta dificultades para reproducir la duración y evolución de las QPOs observadas.
Impacto en la astrofísica y observaciones futuras
El descubrimiento de estas QPOs en 1ES 1927+654 sugiere que podríamos estar al borde de una nueva era de descubrimientos en astrofísica. Las observaciones futuras con misiones como LISA, un detector de ondas gravitacionales que será lanzado en la próxima década, podrían confirmar si estas oscilaciones están asociadas con emisiones gravitacionales de un objeto compacto orbitante.
Por otra parte, este sistema ofrece una oportunidad única para estudiar cómo se forman y evolucionan las coronas de rayos X en torno a los agujeros negros supermasivos. Estas coronas son fundamentales para comprender los mecanismos detrás de las emisiones de rayos X de los núcleos galácticos activos.
Referencias
- Masterson, M., Kara, E., Panagiotou, C., et al. “Millihertz Oscillations Near the Innermost Orbit of a Supermassive Black Hole”. arXiv, 2025. DOI: 10.48550/arXiv.2501.01581
