Un agujero negro puede atraer gas a su alrededor. Esta materia normalmente no cae directamente: forma un disco, se calienta y pierde energía gradualmente antes de acercarse. Una parte también puede volver a salir al espacio en forma de chorros u otros flujos rápidos. Pero el momento en que aparecen estas emisiones seguía siendo difícil de prever en los agujeros negros gigantes.
El problema se debe sobre todo al tiempo. Alrededor de los agujeros negros supermasivos situados en el centro de las galaxias, la alimentación puede prolongarse durante miles de años. Por eso, los astrónomos estudiaron acontecimientos puntuales: la destrucción de una estrella que pasa demasiado cerca de un agujero negro.
Representación artística de una estrella estirada y desgarrada por las fuerzas de marea de un agujero negro supermasivo.
Crédito: ESO/M. Kornmesser
En este escenario, la atracción del agujero negro desgarra la estrella. Parte de su materia forma entonces un nuevo disco a su alrededor. Su evolución se desarrolla durante unos pocos años, lo que permite a los astrónomos observar los cambios. Adelle Goodwin y Andrew Mummery estudiaron estos acontecimientos mediante observaciones en luz visible, ultravioleta, rayos X y ondas de radio.
Los investigadores reunieron primero veinte destrucciones de estrellas y después seleccionaron diez casos con observaciones suficientemente detalladas. Así pudieron estimar la cantidad de materia recibida por el agujero negro a lo largo del tiempo y determinar cuándo habían aparecido emisiones de materia.
Se distinguen dos periodos. El primero llega muy pronto, cuando el agujero negro recibe una enorme cantidad de materia. El segundo aparece mucho más tarde, a veces cientos o miles de días después de la destrucción de la estrella. En ese momento, su alimentación ha disminuido considerablemente.
Ahí fue donde los investigadores encontraron un valor común. Esta segunda emisión aparece cuando el agujero negro recibe aproximadamente el 2 % de un nivel de referencia llamado límite de Eddington. Este límite corresponde al punto en el que la presión producida por la radiación puede contrarrestar la atracción gravitatoria ejercida sobre la materia circundante.
Ahora bien, este umbral de aproximadamente el 2 % ya se conocía en agujeros negros mucho más pequeños, formados tras la muerte de una estrella. A pesar de la enorme diferencia de masa, ambas familias parecen cambiar de comportamiento en el mismo nivel relativo de alimentación. Una misma regla física podría gobernar así el lanzamiento de estos chorros.
Esta regularidad también proporciona una nueva herramienta a los astrónomos. Al seguir la disminución de la alimentación después de la destrucción de una estrella, pueden prever cuándo es más probable que aparezca un chorro retardado. Así, las observaciones de radio podrán programarse en el momento en que tengan más posibilidades de detectar esta emisión.