✨︎ Resumen (TL;DR):
- El Very Large Telescope (VLT) siguió el estallido de Swift J1727.8-1613 con 13 espectros tomados en 11 épocas.
- El equipo estimó un viento de al menos 10⁻⁹ masas solares por año, comparable con la acreción instantánea durante la fase tenue.
- El gas salió del disco antes de cruzar el horizonte de sucesos. La proporción cercana a uno depende del modelo y no describe toda la materia transferida por la estrella.
Un equipo encabezado por la Universidad de Warwick encontró que el disco de acreción de Swift J1727.8-1613 seguía expulsando gas casi al mismo ritmo al que el material avanzaba hacia el agujero negro, incluso cuando la luminosidad de rayos X había caído a cerca de una centésima de su nivel durante la fase brillante. Con X-Shooter, un instrumento del Very Large Telescope, los investigadores reunieron 13 espectros ópticos e infrarrojos y estimaron un viento de al menos 10⁻⁹ masas solares por año. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society publicó el estudio el 29 de julio de 2026; el resultado muestra que parte del gas abandona el disco antes de cruzar el horizonte de sucesos.
El viento del disco es un flujo de gas que sale del disco de acreción antes de que la materia cruce el horizonte de sucesos.
Swift J1727.8-1613 despertó en agosto de 2023
Swift J1727.8-1613 es una binaria transitoria de rayos X que reúne un agujero negro de masa estelar y una estrella compañera de baja masa. El análisis considera un objeto compacto del orden de 10 masas solares, en una escala muy distinta a la de los agujeros negros supermasivos que ocupan el centro de las galaxias.
Cuando el sistema despertó en agosto de 2023, llegó a convertirse en uno de los objetos de rayos X más brillantes del cielo. El gas arrancado a la estrella formó un disco caliente alrededor del agujero negro y desencadenó una campaña de observación en varias longitudes de onda.
13 espectros siguieron el estallido completo
El equipo utilizó X-Shooter, un instrumento del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral. Reunió 13 espectros ópticos e infrarrojos durante 11 épocas de observación.
La primera campaña cubrió del 27 de agosto al 21 de octubre de 2023. Después, dos observaciones realizadas el 29 de febrero y el 3 de marzo de 2024 captaron el regreso del sistema a un estado de menor luminosidad.
Con ese seguimiento, los investigadores compararon tres etapas del estallido:
- Durante los estados brillantes, las líneas de emisión del disco de acreción dominaban el espectro.
- Cerca de la mayor llamarada de radio, que el equipo asoció con la expulsión de chorros, las líneas de helio ionizado respondieron rápidamente en la zona exterior del disco.
- Cuando el sistema regresó al estado duro y tenue, aparecieron amplias líneas de absorción de hidrógeno y una fuerte asimetría en la emisión de helio, señales compatibles con un viento denso.
El viento siguió activo con los rayos X al 1%
El cambio más drástico llegó cuando el sistema ya parecía apagarse. La luminosidad de rayos X había descendido a cerca de 1%, una centésima del nivel observado durante la fase brillante. Los rayos X habían caído unas cien veces, pero el disco todavía despedía gas.
Las líneas de absorción mostraron gas moviéndose hacia el observador a unos 750 km/s. El equipo interpretó las señales como un viento frío para los estándares de un disco de acreción. El gas tenía una temperatura de 10,000 kelvin o menos, alta densidad y suficiente opacidad para absorber parte de la luz del sistema.
Las simulaciones de transferencia radiativa reprodujeron el perfil observado mediante un viento que gira cerca del disco y acelera hacia el exterior. En el modelo, las regiones interiores, más densas, producen las líneas dobles de emisión. Más lejos, donde domina el movimiento radial, el gas absorbe el componente azul de esas mismas líneas.
Noel Castro Segura, autor principal e investigador posdoctoral de Warwick, resumió el comportamiento con la metáfora utilizada por el equipo: “La materia cae, el sistema la procesa y una cantidad sorprendente vuelve a ser expulsada”, explicó Castro Segura.
Los autores no afirman que el viento naciera únicamente al final del estallido. En las etapas brillantes, la emisión intensa del disco pudo ocultarlo o el gas pudo alcanzar un grado de ionización que dificultara la detección de sus huellas ópticas. Las observaciones muestran cuándo se hizo visible, pero no fijan con precisión cuándo comenzó.
El gas no escapó desde el interior del agujero negro
El estudio no observó materia escapando desde el interior del agujero negro. Detectó un viento en el disco de acreción, antes de que ese gas pudiera cruzar el horizonte de sucesos.
La cifra depende de un cálculo aproximado
Para estimar cuánta materia transportaba el viento, los astrónomos aplicaron la aproximación de Sobolev a las líneas de absorción. El resultado arrojó un límite inferior cercano a 10⁻⁹ masas solares por año.
Un modelado contemporáneo de rayos X situó la acreción del disco interior en el mismo orden de magnitud, tomando 3.5 kilopársecs como distancia de referencia. Bajo los parámetros adoptados, la proporción entre la materia expulsada y la materia en acreción se acercó a 1.
Ese resultado permite comparar la materia expulsada con la materia en acreción durante la fase tenue. Los autores presentan la cifra como una estimación de orden de magnitud, porque el cálculo depende de varios supuestos:
- El modelo calcula la distribución de los átomos de hidrógeno bajo condiciones aproximadas de equilibrio térmico.
- El equipo aún no determina con precisión la geometría ni el ángulo que cubre el viento.
- El gas podría concentrarse en nubes o cubrir solo una parte del disco.
- El radio donde se forman las líneas y la velocidad interna del flujo pueden modificar la cantidad final.
El cálculo tampoco significa que el viento rechazara toda la materia entregada por la estrella compañera. El viento equivalía aproximadamente al 10% de la tasa media de transferencia estimada desde la estrella.
La relación cercana a uno compara únicamente la acreción instantánea durante la fase tenue analizada. Si esos vientos se mantuvieran incluso con luminosidades próximas a la quiescencia, al menos una décima parte de la materia transferida podría salir continuamente del sistema. Los investigadores presentan ese escenario como una consecuencia que observaciones adicionales deben confirmar.
El Webb observó otra escala de alimentación
Este trabajo coincidió con otra investigación sobre la alimentación de los agujeros negros. El James Webb observó NGC 4696, una galaxia situada a unos 145 millones de años luz, y trazó la conexión entre largos filamentos de gas y el disco que alimenta su agujero negro supermasivo.
Ese estudio examinó cómo el material que la actividad del agujero negro calentó puede enfriarse, condensarse y regresar al centro de la galaxia. Swift J1727.8-1613 aborda el mismo problema a una escala mucho menor: el VLT siguió la transferencia de materia dentro de una binaria y encontró que una parte considerable puede volver al espacio mediante chorros y vientos.
Los objetos, instrumentos y escalas son distintos. La investigación del Webb no demuestra que el mecanismo observado en una galaxia sea idéntico al viento detectado alrededor del agujero negro estelar.
En conjunto, ambos estudios respaldan una visión de la acreción con entradas, expulsiones y, en algunos entornos, reciclaje de gas.
Para las binarias de rayos X, perder una fracción constante de materia también significa perder momento angular. Esa pérdida puede alterar sus órbitas, la frecuencia de los estallidos y la cantidad de masa que el agujero negro acumula a largo plazo.
Swift J1727.8-1613 ofrece un registro casi completo de ese proceso, incluida una fase final que todavía expulsaba gas cuando la etapa brillante ya había terminado. Las observaciones adicionales deberán confirmar si esos vientos persisten cerca de la quiescencia.
