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Observan la sombra de un disco alrededor de un agujero negro que cambia la iluminación de sus regiones externas

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias explican que la variación de brillo en el sistema binario MAXI J0637−430 se debe a una estructura interna del disco que proyectó una sombra sobre las zonas exteriores; el fenómeno se siguió con espectroscopía óptica y observaciones en rayos X.

Observan la sombra de un disco alrededor de un agujero negro que cambia la iluminación de sus regiones externas
©Ilustración IA Andrés Velilla / koboonga.com

Un equipo del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha interpretado por qué las zonas externas del disco que rodea al agujero negro del sistema binario MAXI J0637−430 se hicieron más brillantes cuando el sistema empezó a apagarse tras una gran erupción. Según el estudio, la explicación es geométrica: la parte interna del disco cambió de forma y llegó a proyectar una sombra sobre las regiones exteriores. Al desinflarse esa estructura interna, la sombra desapareció y las zonas externas quedaron de nuevo expuestas a la radiación.

Qué observó el equipo

Durante la fase más brillante de la erupción, las observaciones con el instrumento X-shooter del Very Large Telescope (VLT) registraron líneas intensas de hidrógeno y helio, señales propias de un disco exterior relativamente frío y poco irradiado. Unas dos semanas después, cuando el sistema perdió luminosidad en rayos X, las regiones externas mostraron un incremento de iluminación aparente: en lugar de oscurecerse a medida que disminuían los rayos X, se hicieron más visibles en luz óptica e infrarroja.

Interpretación y mecanismo

La interpretación propuesta por el grupo del IAC es que, en el máximo de la erupción, la parte interna del disco se «hinchó» —es decir, adquirió una geometría más vertical o abultada— y bloqueó parte de la radiación procedente de las proximidades del horizonte de sucesos. Esa estructura proyectó una sombra sobre las regiones más alejadas del disco, reduciendo la irradiación que recibían. Al disminuir la tasa de acreción y el brillo del sistema, la región interna volvió a una configuración menos abultada: la sombra se retiró y el disco exterior quedó más expuesto, explicando el aumento observado en su emisión.

Por qué importa el hallazgo

  • El trabajo muestra que los discos de acreción pueden cambiar su forma en escalas temporales relativamente cortas, afectando de forma directa a la distribución de la radiación.
  • Permite relacionar variaciones de brillo observadas en diferentes bandas (rayos X vs. óptico/infrarrojo) con cambios geométricos en el disco y no sólo con la disminución de la emisión intrínseca.
  • Ofrece pistas observacionales para modelar la estructura vertical del disco y su dinámica durante episodios de acreción intensa en sistemas binarios con agujeros negros.

Observaciones y técnicas

El hallazgo combina datos en rayos X —que trazan la emisión más próxima al agujero negro— con espectroscopía en el rango óptico e infrarrojo obtenida con X-shooter del VLT, que revela las características del disco exterior. Esa combinación instrumental permitió diferenciar entre cambios en la emisión intrínseca y variaciones debidas a geometría y sombreado.

Elemento Rol en el estudio
MAXI J0637−430 Sistema binario con un agujero negro en acreción
X-shooter (VLT) Espectroscopía óptica/IR que detectó líneas de hidrógeno y helio en el disco exterior
Observaciones en rayos X Monitorizaron la evolución del brillo durante y tras la erupción

El equipo del IAC destaca que este comportamiento —un aumento aparente de la iluminación externa cuando el sistema se apaga— es contrario a la expectativa intuitiva y se comprende mejor si se considera la estructura tridimensional del disco y su capacidad para bloquear la radiación en determinadas fases de la erupción.

El estudio aporta una pieza más al puzzle de cómo los agujeros negros consumen materia: no solo la tasa de acreción, sino también la geometría cambiante del disco, modula la señal que llega a los observatorios. Las conclusiones proceden del análisis de las series temporales y de los espectros recogidos durante el episodio de erupción y la caída de brillo, y forman parte del trabajo publicado por los investigadores relacionados con el IAC.

Andrés Velilla
Andrés IA Periodista de Espacio · astronomía en línea

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