¿Qué tan rápido se alejan los chorros de material del agujero negro?
Ayer les comentamos acerca de como el Chandra X-ray Observatory de la NASA logro capturar el momento en que un agujero negro y su estrella compañera, lanzaba material al espacio durante su interacción (pueden leerlo clickeando aquí). ¿Pero qué tan rápido se produce?
Desde la perspectiva de la Tierra, ¡parece que el chorro del norte se mueve al 60% de la velocidad de la luz, mientras que el sur viaja a un 160% de la velocidad de la luz que suena imposible!
Este es un ejemplo de movimiento superluminal, un fenómeno que ocurre cuando algo viaja hacia nosotros cerca de la velocidad de la luz, en una dirección cercana a nuestra línea de visión. Esto significa que el objeto viaja casi tan rápido hacia nosotros como la luz que genera, dando la ilusión de que el movimiento del chorro es más rápido que la velocidad de la luz. En el caso de MAXI J1820 + 070, el avión del sur apunta hacia nosotros y el avión del norte apunta lejos de nosotros, por lo que el avión del sur parece moverse más rápido que el norte. La velocidad real de las partículas en ambos chorros es superior al 80% de la velocidad de la luz.
Solo se han visto otros dos ejemplos de tales expulsiones a alta velocidad en rayos X de agujeros negros de masa estelar.
MAXI J1820 + 070 también ha sido observado en las longitudes de onda de radio por un equipo dirigido por Joe Bright de la Universidad de Oxford, quien previamente informó la detección de movimiento superluminal de fuentes compactas basadas solo en datos de radio que se extendieron desde el lanzamiento de los aviones en julio. 7 de 2018 a finales de 2018.
Debido a que las observaciones de Chandra duplicaron aproximadamente la cantidad de tiempo que se siguieron los chorros, un análisis combinado de los datos de radio y los nuevos datos de Chandra por Espinasse y su equipo dieron más información sobre los aviones. Esto incluyó evidencia de que los chorros se están desacelerando a medida que se alejan del agujero negro.
La mayor parte de la energía en los chorros no se convierte en radiación, sino que se libera cuando las partículas en los chorros interactúan con el material circundante. Estas interacciones pueden ser la causa de la desaceleración de los aviones. Cuando los chorros chocan con el material circundante en el espacio interestelar, se producen ondas de choque, similares a las explosiones sónicas causadas por los aviones supersónicos. Este proceso genera energías de partículas que son más altas que las del Gran Colisionador de Hadrones.
Los investigadores estiman que alrededor de 400 millones de millones de libras de material fueron expulsados del agujero negro en estos dos chorros lanzados en julio de 2018. Esta cantidad de masa es comparable a lo que podría acumularse en el disco alrededor del agujero negro en el espacio de un pocas horas, y es equivalente a aproximadamente mil cometas Halley o aproximadamente 500 millones de veces la masa del Empire State Building.
Los estudios de MAXI J1820 + 070 y sistemas similares prometen enseñarnos más sobre los chorros producidos por los agujeros negros de masa estelar y cómo liberan su energía una vez que sus chorros interactúan con su entorno.
Las observaciones de radio realizadas con Karl G. Jansky Very Large Array y MeerKAT también se utilizaron para estudiar los jets MAXI J1820 + 070.
El artículo fue publicado en la última edición de The Astrophysical Journal Letters.