Un grup d’astrònoms observa en temps real com es desperta un forat negre supermassiu

Per primera vegada, un equip internacional d’astrònoms ha observat com es desperta un forat negre supermassiu que fins ara era inactiu. L’observació ha estat possible gràcies a la combinació d’uns telescopis espacials, i obre una finestra única per entendre el comportament d’aquests objectes extrems de l’univers.

El fenomen ha passat al centre de la galàxia SDSS1335+0728, situada a 300 milions d’anys llum, a la constel·lació de la Verge. Fins fa poc, la galàxia passava desapercebuda, però a final del 2019 va començar a brillar de manera sobtada. D’aleshores ençà, els astrònoms n’han observat canvis molt poc habituals, fins a concloure que l’activació del forat negre n’era la causa.

La regió central de la galàxia s’ha convertit en un nucli galàctic actiu, anomenat informalment Ansky, que emet una lluminositat intensa i compacta. Segons que ha explicat Paula Sánchez Sáez, investigadora de l’Observatori Europeu Austral i cap de l’equip que va començar a estudiar el fenomen, les primeres imatges òptiques van revelar-ne l’activació. Tot seguit, van emprar el telescopi de raigs X Swift, de la NASA, i van revisar dades d’arxiu del telescopi eROSITA. Però en aquell moment, encara no hi havia indicis de raigs X.

Erupcions mai vistes

Va ser el febrer del 2024 quan el grup encapçalat per Lorena Hernández-García, investigadora de la Universitat de Valparaíso (Xile), va començar a detectar esclats de raigs X provinents d’Ansky, emesos a intervals gairebé regulars. Aquesta mena d’activitat s’anomenen erupcions quasi periòdiques (QPE, per les sigles en anglès). Són esclats de curta durada que fins ara només s’havien observat en molt pocs casos.

“És la primera vegada que veiem una QPE en un forat negre que sembla que es desperta”, ha destacat Hernández-García en un comunicat de l’Agència Espacial Europea (ESA). Aquesta situació permet els astrònoms d’estudiar el procés en temps real, gràcies als telescopis espacials de raigs X XMM-Newton (de l’ESA) i NICER, Chandra i Swift (de la NASA).

Tot i això, els científics encara no entenen què causa exactament aquestes QPE. El primer cas es va descobrir el 2019 i, des de llavors, només se n’han detectat uns quants més. “Estudiar Ansky ens ajudarà a entendre millor l’evolució dels forats negres”, ha remarcat Hernández-García.

Què hi ha darrere les erupcions?

Els forats negres atrauen la matèria del voltant, que pot formar un disc d’acreció: un disc de gas i pols calent, lluminós i de rotació molt ràpida. En alguns casos, aquest material pot provenir d’una estrella desintegrada, però fins ara no hi ha proves que Ansky hagi destruït cap estrella.

L’equip investigador considera que el disc d’acreció d’Ansky pot haver-se format per acumulació de gas veí, no pas per la destrucció d’una estrella. En aquest context, les erupcions poden haver estat causades per un objecte petit –potser una estrella o un altre forat negre– que travessa el disc i en pertorba periòdicament el material, cosa que genera xocs molt energètics.

“Les erupcions de raigs X d’Ansky són deu vegades més llargues i més lluminoses que les QPE típiques”, ha explicat Joheen Chakraborty, doctorand de l’Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT). “Cada esclat allibera cent vegades més energia que els observats fins ara. A més, tenen la cadència més llarga registrada mai: uns 4,5 dies.”

Aquestes característiques posen a prova els models actuals sobre el funcionament de les QPE. Les observacions d’Ansky desafien les idees establertes i poden obligar a revisar a fons el coneixement que tenim dels forats negres supermassius i els seus cicles d’activitat.