Los giros en el espacio-tiempo podrían explicar algunos de los objetos más brillantes del universo: ScienceAlert

Los giros en el espacio-tiempo podrían explicar algunos de los objetos más brillantes del universo: ScienceAlert

A Modelo 3D del modelo de alimentación errática de un agujero negro revela una posible explicación para el extraño comportamiento de los quásares equipados con atenuadores.

Es muy inusual que las galaxias hagan algo con prisa, pero los quásares que «cambian de apariencia» son una excepción.

ellos pueden cambiar chorros de radiación encendido y apagado dentro de un simple años incluso meses. Este acto de desaparición sorprendió a los astrofísicos cuando se observó por primera vez en 2014y continúa desconcertando a los científicos.

Sentado en centro de galaxias emergentes, los cuásares (o “fuentes de radio cuasi estelares”) suelen arder 27 billones de veces más intensamente que nuestro Sol. Los cuásares consisten en un voraz agujero negro supermasivo y su alimento: el gas y el polvo que se arremolinan a su alrededor en el disco de acreción.

Los modelos anteriores suponían que la materia que orbitaba alrededor de un agujero negro cruzaría el horizonte de sucesos con relativa rapidez. de manera ordenada, como agua que fluye por un desagüe. Este fue un proceso lento que continuó durante 10.000 años o más.

«Durante décadas, la gente supuso que los discos de acreción estaban alineados con la rotación del agujero negro», dicho El autor principal, Nick Kaaz, astrofísico de la Universidad Northwestern en Estados Unidos.

«Pero el gas que alimenta estos agujeros negros no necesariamente sabe en qué dirección gira el agujero negro, entonces, ¿por qué se alinearían automáticamente? Cambiar la alineación cambia la situación dramáticamente».

La distorsión del espacio-tiempo por parte del agujero negro hace que el disco de acreción se divida en subdiscos. (Kaaz et al., La Revista de Astrofísica, 2023)

Cuando el equipo creó un modelo informático en 3D de un agujero negro giratorio que no estaba alineado con su disco de acreción, empezaron a suceder cosas extrañas.

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En lugar de comportarse como una base de pizza girando alrededor del dedo de un chef, el disco de acreción comenzó a deformarse y romperse.

Se dividió en un subdisco interior y un disco exterior, y cada disco giraba con una inclinación diferente, muy parecida a un giroscopio.

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A giroscopio Se utiliza para guiar o medir el movimiento de rotación. Esta herramienta se utiliza en brújulas, barcos, torpedos y satélites. (Lucas Vieira/Wikipedia)

Esta división del disco fue causada por la rotación del agujero negro que retuerce el espacio-tiempo a su alrededor, un proceso relativista general llamado arrastrar y soltar.

«Cuando [black holes] giran, deslizan el espacio a su alrededor como un carrusel gigante y lo obligan a girar también», dicho Kaaz.

El cambio de marco ejerce una atracción más fuerte sobre el material que orbita más cerca del agujero negro y una atracción más débil sobre el material que orbita más lejos.

Esta diferencia significa que el disco interno gira más rápido que el disco externo.

Al principio, la fricción y la presión mantienen unido el disco. Pero, en última instancia, la torsión del espacio-tiempo por parte del agujero negro hace que el disco interior se rompa en un disco separado, más pequeño y, por tanto, más fácil de mover.

“La región desgarradora es donde gana el agujero negro” dicho Kaaz.

Un agujero negro arrastrando la imagen. (Vídeo desde el espacio/YouTube)

Estos dos discos forman ángulos extraños entre sí y chocan, provocando impactos. ‘Streamers’ del disco externo llover en el subdisco interior, lo que obliga a que la materia ingrese al agujero negro más rápidamente.

Esta masa adicional empuja el disco interno hacia el agujero negro para tragarlo, y luego la gravedad del agujero negro chupa gas de la región exterior para reponer la región interior. Estos procesos podrían explicar por qué los quásares pueden apagarse y encenderse repentinamente.

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«La teoría clásica de los discos de acreción no puede explicar esta drástica variación», dicho Kaaz.

«Pero los fenómenos que observamos en nuestras simulaciones podrían explicar esto. El rápido brillo y atenuación son consistentes con la destrucción de las regiones internas del disco».

Este artículo fue publicado en La revista de astrofísica.

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