Un agujero negro recién descubierto ha sido denominado el agujero negro «más hambriento» jamás detectado.
Los científicos del Observatorio Internacional Gemini y NSF NOIRLab dicen que el vacío, llamado LID-568, devora materia a un ritmo 40 veces más rápido que el límite teórico.
«Este agujero negro se está divirtiendo», afirmó la coautora del estudio, la doctora Julia Scharwächter.
Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), los investigadores pudieron observar LID-568 tal como era apenas 1.500 millones de años después del Big Bang.
Incluso en este momento temprano de la formación del Universo, los científicos vieron que el agujero negro estaba produciendo mucha más radiación de rayos X de la que debería ser posible para su tamaño.
Su enorme apetito podría ayudar a explicar cómo algunos pequeños agujeros negros se vuelven supermasivos con tanta rapidez.
El Dr. Scharwächter afirma: «Este caso extremo muestra que un mecanismo de alimentación rápida por encima del límite de Eddington es una de las posibles explicaciones de por qué vemos estos agujeros negros tan pesados en una fase tan temprana del Universo».
Los investigadores ahora están planeando observaciones de seguimiento con el JWST para investigar más a fondo los posibles mecanismos en juego.
Los científicos han descubierto el agujero negro más hambriento jamás creado, que absorbe materia a un ritmo 40 veces mayor que el límite teórico.
Los agujeros negros tienen una velocidad máxima a la que pueden absorber materia nueva en función de su masa. Esta restricción, llamada límite de Eddington, es el punto en el que la fuerza de gravedad que tira hacia adentro se equilibra con la fuerza hacia afuera generada por el calor de la materia que cae. En la imagen se muestran los campos magnéticos alrededor de Sagitario A* que muestran el camino de la materia que cae.
Los científicos creen que cada agujero negro tiene una velocidad máxima a la que debería poder absorber material nuevo.
Esto se llama «límite de Eddington», en honor al astrofísico inglés Sir Arthur Eddington.
Este es el punto en el que la fuerza gravitacional interna del agujero negro se equilibra con la fuerza externa generada por el calor de la materia que cae.
Si un agujero negro excede este límite, los astrofísicos teorizaron que se volvería tan brillante que los gases circundantes serían expulsados.
Sin embargo, cuando los científicos observaron una muestra de núcleos galácticos extremadamente lejos de la Tierra, descubrieron que uno brillaba con una intensidad inusual.
Aunque invisible en las partes visible e infrarroja cercana del espectro, el anillo de material alrededor de LID-568 estaba emitiendo un 4.000 por ciento más de energía de lo que debería permitir su límite de Eddington.
Los investigadores creen que esto podría ser posible gracias a una serie de potentes flujos de gas alrededor del centro del agujero negro.
Dado que LID-568 es tan débil, los investigadores optaron por utilizar un instrumento llamado «espectrógrafo de campo integral» en lugar de los métodos habituales del JWST.
Si bien esta técnica no es tan específica, permite a los investigadores medir el espectro de cada píxel en el campo de visión del instrumento en lugar de limitarse a una porción estrecha.
Utilizando un dispositivo llamado espectrógrafo de campo integral, los investigadores midieron el espectro de cada píxel en el campo de visión del telescopio. Esto reveló intensos chorros de gas emitidos desde el área alrededor del agujero negro (ilustrado)
Gracias a esta decisión, los investigadores pudieron obtener una vista completa de la región alrededor del agujero negro, revelando inusuales salidas de gas que salen del agujero negro a velocidades de 600 a 500 kilómetros por segundo (310 a 372 millas por segundo).
Los investigadores creen que estos flujos de salida permiten que un agujero negro supere su límite de Eddington actuando como una «válvula de liberación» para el exceso de energía creado durante un festín masivo.
Esto también sugiere que el agujero negro puede haber ganado una parte sustancial de su masa en un solo episodio de consumo extremadamente rápido.
El autor principal, Dr. Hyewon Suh: «Este resultado fortuito añadió una nueva dimensión a nuestra comprensión del sistema y abrió apasionantes vías de investigación».
1.500 millones de años después del Big Bang, las primeras galaxias ya estaban empezando a formarse y con ellas se formaron los núcleos galácticos densos que se encuentran en el corazón de todas las galaxias actuales.
Observaciones recientes han demostrado que muchos de estos núcleos débiles y polvorientos contenían agujeros negros supermasivos poco después de formarse.
Al igual que el agujero negro en el centro de nuestra galaxia, Sagitario A*, estos son puntos de materia increíblemente densos con una masa al menos 100.000 veces mayor que la de nuestro sol.
Las teorías actuales sugieren que los agujeros negros supermasivos se forman a partir de «semillas» de agujeros negros más pequeños que se formaron muy temprano en la historia del universo.
Los investigadores creen que estos flujos de salida pueden haber permitido que el agujero negro (en la foto) excediera su límite de Eddington mientras la galaxia circundante se desarrollaba 1.500 millones de años después del Big Bang.
Esto podría explicar cómo los agujeros negros supermasivos como el que se encuentra en el centro de nuestra galaxia se volvieron tan grandes poco después de la formación del universo. En la imagen: una imagen compuesta de la NASA que muestra los remolinos de gases que rodean el agujero negro en el centro de la Vía Láctea.
Podrían ser «semillas pesadas» formadas por el colapso de enormes nubes de gas o «semillas ligeras» creadas por la muerte de las primeras estrellas del Universo.
El enigma para los astrónomos ha sido explicar cómo estas semillas crecieron tan rápidamente hasta convertirse en agujeros negros supermasivos sin exceder su límite de Eddington.
Este descubrimiento sugiere que algunos agujeros negros pueden exceder temporalmente este límite durante rápidas fiestas de materia cercana.
El Dr. Suh dice: «El descubrimiento de un agujero negro de acreción súper Eddington sugiere que una parte significativa del crecimiento masivo puede ocurrir durante un único episodio de alimentación rápida, independientemente de si el agujero negro se originó a partir de una semilla ligera o pesada».
