Swift J1357.2 0933: Perspectivas de un Candidato a Agujero Negro

Swift J1357.2 0933 es un candidato a agujero negro que ha llamado mucho la atención de los científicos. Este sistema forma parte de un grupo conocido como binarios de Rayos X de baja masa (LMXBs), donde un agujero negro o una estrella de neutrones atrae material de una estrella compañera más pequeña. En 2019, Swift J1357 tuvo su tercer gran brote, lo que brindó la oportunidad de estudiar su comportamiento en gran detalle. Durante este evento, se realizaron varias observaciones en diferentes longitudes de onda de luz, incluyendo rayos X, óptica y ondas de radio.

#Observaciones

Las observaciones se realizaron utilizando varios instrumentos clave: el Observatorio Neil Gehrels Swift y el Explorador de Composición del Interior de Estrellas de Neutrones (NICER) para rayos X, y el Imaginador Microkelvin de Arcminuto (AMI) para señales de radio. Estos instrumentos son capaces de detectar varios tipos de radiación, lo que permite a los científicos recopilar una amplia gama de información sobre J1357 y su actividad.

Durante el brote, los datos revelaron que ocurrieron oscilaciones cuasi-periódicas en rayos X a milihertz, con frecuencias fluctuando entre 1 y 5. Este hallazgo fue significativo, ya que era la primera vez que se observaban tales oscilaciones en este sistema durante un brote. El análisis Espectral mostró que la cantidad de energía de rayos X emitida durante este brote fue mucho menor que en brotes anteriores en 2011 y 2017. De hecho, fue 100 veces menor que una medición anterior hecha antes de que comenzara el brote de 2019. Esto sugiere que las observaciones de 2019 se realizaron durante la fase de declive del brote, en lugar de en su apogeo.

#Antecedentes de Swift J1357.2 0933

Swift J1357 fue descubierto por primera vez en 2011 y ha sido estudiado desde entonces debido a sus propiedades inusuales. Se sospecha que contiene un agujero negro en un sistema binario cerrado, aunque esto aún no se ha confirmado. El sistema muestra incrementos dramáticos en el brillo de rayos X, a menudo varias veces dentro de unos días, seguidos de un declive gradual durante semanas o meses.

Inicialmente, se detectó un contraparte óptica, y más tarde observaciones mostraron variabilidad en el brillo, indicando un disco activo alrededor del agujero negro. Las observaciones anteriores no mostraron patrones periódicos claros que sugirieran eclipses regulares o caídas causadas por la estrella compañera. Sin embargo, las características ópticas observadas indicaron cambios continuos en el sistema.

#Hallazgos del Brote

Durante el brote de 2019, se recopilaron datos tanto de rayos X como Ópticos, creando una imagen más completa del comportamiento del sistema. Se observó una clara correlación entre el brillo en rayos X y las longitudes de onda ópticas, sugiriendo que los rayos X probablemente causan parte de la luz óptica a través de un proceso conocido como reprocesamiento. Desafortunadamente, no se detectaron señales de radio significativas de la fuente durante este brote.

El estudio sugirió que el disco que rodea el agujero negro podría estar deformado, y podría haber otras estructuras que afecten la luz observada. El comportamiento del material que cae en el agujero negro, conocido como Acreción, también juega un papel importante en la variabilidad observada.

#Análisis Espectral de Rayos X

Los datos de rayos X recopilados mostraron una tendencia interesante. La energía máxima de rayos X detectada fue significativamente menor que en brotes anteriores, indicando un estado diferente del sistema durante este evento de 2019. Los resultados espectrales apuntaron a la presencia de un componente suave en las emisiones de rayos X, indicando que podría haber material más frío en el disco emitiendo rayos X.

Al ajustar los datos observados a modelos específicos, los investigadores intentaron entender cómo se comportaba el disco, cuán caliente estaba y cuánto material se estaba acumulando. Se notó la ausencia de ciertas características, como una línea de hierro comúnmente asociada con emisiones de rayos X, lo que sugiere que las condiciones en el disco eran diferentes de las observadas anteriormente.

#Análisis de Tiempo

Se analizó en detalle el tiempo de las emisiones de rayos X para buscar patrones. Curiosamente, los datos revelaron que las oscilaciones en las curvas de luz de rayos X tenían una fuerte dependencia de la energía. Se detectaron algunos picos a frecuencias de milihertz, que se habían visto anteriormente en otros sistemas pero no se habían observado en Swift J1357 antes.

Estos nuevos datos sugieren que podría haber una conexión entre las caídas ópticas observadas durante brotes anteriores y las oscilaciones de rayos X detectadas durante el evento actual. En observaciones previas, la frecuencia de las caídas en la luz óptica disminuyó a medida que el brote progresaba, pero esta tendencia no estaba clara en los datos actuales de rayos X.

#Variabilidad en Múltiples Longitudes de Onda

Se analizó el comportamiento de Swift J1357 en diferentes longitudes de onda para entender cómo están conectidas las diversas emisiones. Los niveles de brillo UV y óptico cayeron continuamente, similar a los declives de rayos X. Esto respalda aún más la idea de que hay una relación entre los procesos que generan rayos X y los que generan luz óptica.

Se utilizaron dos modelos principales para explicar la correlación entre las emisiones UV/ópticas y de rayos X: reprocesamiento de rayos X y calentamiento viscoso del disco. Los hallazgos sugirieron que el reprocesamiento de rayos X podría ser el factor dominante en el comportamiento óptico y UV observado, contrastando con brotes anteriores donde el calentamiento viscoso parecía más relevante.

#Conclusión

En resumen, el brote de 2019 de Swift J1357.2 0933 proporcionó valiosos insights sobre el comportamiento de este candidato a agujero negro. Las observaciones revelaron oscilaciones únicas de rayos X y correlaciones entre diferentes longitudes de onda de luz que ayudaron a mejorar la comprensión de los científicos sobre los procesos de acreción.

Los futuros estudios sin duda se basarán en estos hallazgos para aclarar las complejidades de tales sistemas, potencialmente revelando más sobre la naturaleza de los agujeros negros y la dinámica del material en acreción. A medida que continúan las observaciones, la esperanza es que se puedan desentrañar más misterios en torno a estos fascinantes fenómenos cósmicos.