Nuevas ideas sobre sistemas de agujeros negros y flujos de salida

Los objetos compactos, como los agujeros negros, a menudo se encuentran orbitando alrededor de agujeros negros supermasivos en galaxias. Cuando estos sistemas están en su lugar, pueden dar lugar a eventos llamados Ondas Gravitacionales. Sin embargo, encontrar estos sistemas es complicado debido a los desafíos para identificar su presencia. Recientemente, surgió un caso fascinante relacionado con un flujo asociado a un núcleo galáctico activo de baja luminosidad. Este trabajo busca resaltar la relación entre los flujos observados y las características del sistema de agujeros negros.

#Contexto Observacional

El evento astrofísico conocido como ASASSN-20qc fue identificado por primera vez el 20 de diciembre de 2020. Provenía del centro de una galaxia ubicada a unos 260 millones de parsecs de distancia. La observación fue parte de una gran encuesta de supernovas. Usando datos de varias fuentes, los investigadores siguieron los cambios en brillo a través de diferentes longitudes de onda a lo largo del tiempo. Un estudio de seguimiento indicó la presencia de varias líneas de emisión, incluidas las de hidrógeno y oxígeno. Esto permitió realizar estimaciones adicionales de la masa del agujero negro asociado con el evento.

#La Explosión

Alrededor de 52 días después de su descubrimiento, el observatorio Neil Gehrels Swift detectó rayos X provenientes de la fuente. Esto llevó a una serie de programas de monitoreo de alta cadencia destinados a entender las propiedades de las emisiones de rayos X. Las observaciones indicaron que el espectro de rayos X inicial del evento estaba dominado por emisiones térmicas de un Disco de Acreción que rodeaba al agujero negro. Sin embargo, también había señales de características de absorción, sugiriendo que material estaba siendo expulsado del sistema.

#Flujos Cuasi-Periódicos

Un análisis detallado de los datos de rayos X reveló que las características de absorción en el espectro variaban significativamente a lo largo del tiempo. Esta variación periódica ha sido llamada flujos cuasi-periódicos (QPOuts). Los flujos se detectaron aproximadamente cada 8.5 días, destacando un comportamiento rítmico que podría estar vinculado al sistema de agujero negro circundante.

#Comportamiento del Flujo

Para entender mejor las implicaciones físicas de los flujos observados, los científicos examinaron cómo la fuerza de estos flujos se comparaba con el proceso de acreción en curso. Establecieron una medida llamada el Ratio de Déficit de Flujo (ODR), que representaba efectivamente la fuerza de los flujos en relación a las emisiones del continuo térmico. Este parámetro mostró características periódicas notables alineadas con el tiempo de 8.5 días, enfatizando fluctuaciones en el comportamiento del flujo.

#Teorías Potenciales

Se consideraron una variedad de modelos teóricos para explicar el comportamiento cuasi-periódico observado. Estas teorías incluyeron ideas como la precesión del disco, flujos en grupos y eventos de interrupción de marea. Sin embargo, muchos de estos escenarios fueron finalmente descartados debido a inconsistencias con los datos observados.

La teoría principal que surgió fue la idea de un objeto secundario, potencialmente un agujero negro de masa intermedia, en órbita alrededor del agujero negro supermasivo. Este perturbador interactuaría con el disco de acreción interno, causando efectos gravitacionales únicos que resultaron en los flujos observados.

#Estudios de Simulación

Para proporcionar más apoyo al modelo propuesto, se realizaron simulaciones utilizando magnetohidrodinámica relativista general. Estas simulaciones buscaban replicar el entorno presente alrededor del agujero negro supermasivo y el comportamiento del agujero negro de masa intermedia durante su órbita. Los resultados mostraron que las interacciones entre los objetos podrían, de hecho, explicar los flujos periódicos observados.

#Conclusiones

El caso de ASASSN-20qc representa un avance significativo en la comprensión de los sistemas de agujeros negros binarios. Al vincular los flujos cuasi-periódicos observados con la dinámica de un potencial agujero negro de masa intermedia orbitando un agujero negro supermasivo, los investigadores han abierto nuevas avenidas para estudiar las propiedades de estos poderosos fenómenos cósmicos. El monitoreo continuo y las futuras observaciones ayudarán a refinar estos modelos y a mejorar nuestra comprensión de los flujos en sistemas de agujeros negros.