Se encontró un extraño hueco en la Vía Láctea con una gran distorsión en su disco de acumulación

Un agujero con un disco torcido. Crédito: John Pace

Un equipo internacional de astrofísicos de Sudáfrica, Reino Unido, Francia y Estados Unidos ha descubierto grandes fluctuaciones en el brillo de la luz visible desde una de las aperturas más cercanas de nuestra galaxia, ubicada a 9.600 años luz de la Tierra. con una gran curvatura de su disco de almacenamiento.

Este objeto, MAXI J1820 + 070, estalló como un nuevo rayo X transitorio en marzo de 2018, fue descubierto en la Estación Espacial Internacional con un telescopio de rayos X japonés. Estos sistemas transitorios, que muestran erupciones violentas, son estrellas binarias, que consisten en una estrella de baja masa como nuestro Sol, un objeto mucho más compacto que podría ser enano blanco, estrella neutrón, o: Calabozo. En este caso, MAXI J1820 + 070 contiene un agujero que es al menos 8 veces más grande que nuestro Sol.

Las primeras revelaciones se publican ahora en una revista internacional de gran prestigio. Notificaciones mensuales de la Royal Astronomical SocietyEl autor es el Dr. Jesimol Thomas, becario postdoctoral en el Observatorio Astronómico de Sudáfrica (SAAO).

El descubrimiento en el documento se realizó a partir de una gran curva de luz detallada obtenida durante casi un año por aficionados dedicados de todo el mundo que forman parte de AAVSO (Asociación Estadounidense de Observadores de Estrellas Variables). MAXI J1820 + 070 es uno de los tres transmisores de rayos X más brillantes jamás vistos, lo que es un reflejo de estar cerca de la Tierra y más allá de nuestro plano oscuro. vía Láctea Galaxia. Debido a que se mantuvo brillante durante muchos meses, le permitió atraer a tantos fanáticos.

El profesor Phil Charles, miembro del equipo de investigación de la Universidad de Southampton, explicó que «el material de una estrella normal atrae un objeto compacto hacia el disco de acumulación de gas en espiral que lo rodea». Las erupciones masivas ocurren cuando el material del disco se vuelve volátil en caliente, se acumula en la cavidad y libera grandes cantidades de energía antes de cruzar el horizonte de eventos. «Este proceso es caótico, muy variable y varía en el tiempo desde milisegundos hasta meses».

El equipo creó una visualización del sistema, mostrando cómo una enorme salida de rayos X provenía de muy cerca de la cavidad y luego irradiaba el material circundante, especialmente el disco de acreción, calentándolo a 10000K. , que se considera luz visual emitida. Por lo tanto, a medida que disminuye la ráfaga de rayos X, también lo hace la luz óptica.

Pero algo inesperado sucedió casi tres meses después de la erupción, cuando la curva de luz óptica comenzó a modular enormemente, un poco como girar un interruptor de eclipse al revés, casi duplicando el brillo en su punto máximo en aproximadamente 17 horas. Sin embargo, no hubo cambios en la radiografía que permaneció estable. Aunque previamente se han observado pequeñas modulaciones visibles casi periódicas en otras explosiones transitorias de rayos X, nunca antes se había visto nada de esta magnitud.

¿Cuál fue la razón de este comportamiento inusual? «Desde el punto de vista del sistema, como se muestra en la imagen, pudimos descartar muy rápidamente la explicación habitual de que los rayos X iluminaban la cara interna de la estrella donante porque el brillo se estaba produciendo en el momento equivocado». él dijo. Profesor Charles. Esto no puede deberse a la luz diferente de la que la corriente de transferencia de masa golpea el disco, ya que la modulación se mueve gradualmente con respecto a la órbita.

Esto dejaba solo una explicación posible: una enorme corriente de rayos X irradiaba el disco, provocando que se desvíe, como se muestra en la figura. La curvatura aumenta el área del disco que se puede iluminar, lo que permite que la salida de luz visual aumente drásticamente cuando se ve en el momento adecuado. Este comportamiento se ha observado en dispositivos binarios de rayos X más masivos, pero nunca en el caso de cavidades transitorias con un donante de baja masa. Abre una vía completamente nueva para estudiar la estructura y las propiedades de los discos acrílicos distorsionados.

El profesor Charles continuó. «Este objeto ya tiene propiedades notables en el grupo de objetos interesantes, que tienen mucho que enseñarnos sobre la formación de los puntos finales de la evolución de las estrellas: los objetos compactos. Ya conocemos los sistemas binarios de varias galaxias en nuestra galaxia, todas las cuales tienen masas de 5-15 masas solares. Todos surgen de la acumulación de material que hemos presenciado de manera tan impresionante aquí «.

Desde hace unos 5 años, el Major Object Survey del South African Large Telescope (SALT) ha realizado una serie de observaciones importantes de binarios compactos, incluidos sistemas huecos como el MAXI J1820 + 070. Según el investigador principal de este programa, el Prof. Buckley, «SALT es la herramienta perfecta para estudiar el comportamiento cambiante de estos rayos X durante sus erupciones, que puede monitorear regularmente durante semanas o meses. Se puede coordinar». vistas desde otros telescopios, incluidos los telescopios espaciales «.

Referencia. «Durante el estallido del MAXI J1820 + 070 2018, grandes modulaciones ópticas revelan la evolución del disco de cambio de rayos X fracturado» Jesimol K. Thomas, Philip A. Charles, David A.H. Por Buckley, Marisa M. Cotze, Jean-Pierre Lasotta, Steven. B Potter, James F Steiner y John A Paice, 26 de octubre de 2021. Notificaciones mensuales de la Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093 / mnras / stab3033: