Tres investigadores de nuestra casa de altos estudios y el Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR) acaban de realizar grandes aportes en la comprensión de estas regiones del espacio.
19/04/2023 - 00:00hs
A través de un artículo publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, los investigadores Leandro Abaroa, Gustavo Esteban Romero y Pablo Sotomayor revelaron una serie de grandes aportes en la compresión de los agujeros negros. Estos tres astrofísicos del Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR) y de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas de la Universidad Nacional de La Plata mostraron que en algunos sistemas binarios compuestos por un agujero negro y una estrella puede darse la colisión entre los vientos expulsados por cada uno de los objetos, y que, en este choque, las partículas pueden ganar mucha energía.
Los agujeros negros son regiones del espacio tiempo, cuya curvatura es tan grande que nada de lo que ingresa puede escapar, ni siquiera la luz que es lo que viaja a mayor velocidad en el Universo. Pueden tener masas comparables a la de una estrella (varias veces la masa del Sol), en cuyo caso se trata de agujeros negros de masa estelar. También pueden ser súper masivos y tener una masa equivalente a millones, centenas de millones o incluso miles de millones de veces la masa del Sol.
Vale remarcar que los agujeros negros estelares pueden formar sistemas binarios con una estrella, donde ambos objetos orbitan en torno al centro de masa común. En estos sistemas la estrella puede donarle materia al agujero negro, la cual caerá de manera espiralada formando un disco de acreción (una especie de remolino similar al que se forma cuando el agua cae por un desagüe). Si se transfiere demasiada materia en muy poco tiempo, el disco puede alcanzar temperaturas muy altas, del orden de decenas de millones de grados en su parte más cercana al agujero negro.
La enorme presión que se genera en el interior del disco debido a las temperaturas hace que las capas superficiales sean expulsadas a velocidades de miles de kilómetros por segundo, formándose un viento extremo compuesto esencialmente por protones y electrones. “Si la estrella es muy masiva, tendrá sus propios vientos, también poderosos aunque no tanto como los del viento del disco de acreción”, explica Abaroa. “Estos podrán colisionar en su encuentro, formándose shocks u ondas de choque, en los que las partículas pueden acelerarse alcanzando energías extremadamente altas”.
Así como los protones y los electrones ganan esa energía pueden perderla mediante distintos mecanismos que son de carácter no térmico. Esto significa que su “enfriamiento” se deberá a interacciones de las mismas con los campos ambientales, sean estos de materia, radiación o magnéticos. Debido a este enfriamiento se producirá radiación en distintos rangos del espectro electromagnético, desde ondas de radio hasta rayos gamma de muy alta energía. Abaroa sostuvo que es la primera vez que se propone que este fenómeno puede tener lugar en estos sistemas en particular, a los que los autores denominaron Supercritical colliding wind binaries (Binarias súper críticas con colisión de vientos).