Los patrones de luz emitida por los discos de acreción varían según la masa del agujero negro supermasivo

_{Impresión artística de un flujo de acreción interno y un chorro de un agujero negro supermasivo cuando se alimenta activamente, por ejemplo, de una estrella que recientemente desgarró. Imagen: ESO / L. Calçada}

La luz parpadeante emitida por los discos de acreción astrofísica puede revelar la masa del agujero negro supermasivo (SMBH) en su centro, según un nuevo estudio. Los hallazgos proporcionan un método novedoso para caracterizar las masas de SMBH mediante observaciones ópticas y ayudan a restringir los procesos poco entendidos que ocurren dentro de los discos de acreción.

Los discos de acreción, hechos de gas, polvo y plasma, rodean las SMBH ubicadas en los centros de las galaxias activas. A medida que el material del disco de acreción cae hacia el agujero negro, se calienta y emite una enorme cantidad de radiación, incluida la luz ultravioleta y óptica.

Aunque estos discos son mucho más pequeños que su galaxia anfitriona, aproximadamente del tamaño del Sistema Solar, a menudo pueden brillar más que el resto de la galaxia. Sin embargo, los discos de acreción parpadean por razones desconocidas, lo que hace que su luminosidad fluctúe en una amplia gama de escalas de tiempo.

Colin Burke y sus colegas informan que una escala de tiempo característica medida a partir de la variabilidad óptica de los discos de acreción se correlaciona con las masas de las SMBH que rodean. Los autores midieron la variabilidad óptica de 67 galaxias activas bien observadas para determinar la escala de tiempo en la que las fluctuaciones se hicieron notablemente más pequeñas, conocida como escala de tiempo de «amortiguación» (generalmente varios cientos de días). Descubrieron que esta escala de tiempo de amortiguación está relacionada con la masa SMBH en todo el rango de masas SMBH observadas en galaxias activas e incluso puede extenderse a discos de acreción más pequeños alrededor de otros objetos.

“Uno de los aspectos más interesantes del estudio de Burke et al. es que amplía sus hallazgos a objetos mucho menos masivos, como las estrellas enanas blancas, que emiten radiación a través de un mecanismo de disco de acreción similar y pueden considerarse como SMBH de acreción en miniatura ”, escriben Paulina Lira y Patricia Arévalo en una perspectiva relacionada.

Para obtener más información sobre este descubrimiento, lea Parpadeo misterioso decodificado: tamaño de agujero negro supermasivo revelado por su patrón de alimentación.

Referencia: «Una escala de tiempo de variabilidad óptica característica en discos de acreción astrofísica» por Colin J. Burke, Yue Shen, Omer Blaes, Charles F. Gammie, Keith Horne, Yan-Fei Jiang, Xin Liu, Ian M. McHardy, Christopher W. Morgan , Simone Scaringi y Qian Yang, 12 de agosto de 2021, Science .

DOI: 10.1126 / science.abg9933