Los agujeros negros no emiten luz, lo que dificulta su estudio.Afortunadamente, muchos agujeros negros son presas ruidosas.A medida que se consume el material circundante, el material circundante se sobrecalienta.Como resultado, la materia puede brillar intensamente o ser expulsada de un agujero negro como un chorro relativista.Al estudiar la luz en esta materia, podemos estudiar los agujeros negros.Y, como muestra una investigación reciente, incluso podemos determinar su tamaño.
Un agujero negro supermasivo activo, también conocido como núcleo galáctico activo (AGN).No brille simplemente con un brillo constante.Su luminosidad puede cambiar ligeramente con el tiempo.La escala de tiempo para este parpadeo puede variar de horas a años.Las primeras investigaciones han sugerido que esto puede tener algo que ver con el tamaño del agujero negro, pero la relación no siempre es clara.
La idea básica es que el parpadeo es causado por un disco de acreción alrededor del agujero negro.Los discos pueden ser de luz de tiempo o de luz de día.La velocidad de la luz es el límite máximo de velocidad del universo, por lo que un cambio general en el disco lleva al menos horas o días.Esto es muy efectivo para decirnos el tamaño máximo de un agujero negro.Por ejemplo, el parpadeo rápido de un cuásar nos dice que estánDebería ser impulsado por un agujero negro, no por un efecto que atraviese la galaxia.Sin embargo, esto no significa que un AGN que parpadea en incrementos de diez años tenga diez años luz de ancho.La velocidad de la luz es solo un límite superior y la mayoría de los efectos se propagan mucho más lentamente.
En este nuevo estudio, el equipo analizó la distribución de la tasa de parpadeo, conocida como densidad espectral de potencia (PSD), en lugar de solo la tasa de parpadeo.Descubrieron que la magnitud a la que se niveló el PSD se correlacionó con el tamaño del agujero negro.Ciertos agujeros negros pueden parpadear más rápido o más lento, pero la distribución general de los parpadeos depende de la masa del agujero negro.Esta es una medida de tamaño mucho más confiable.
Curiosamente, el equipo también aplicó su método a las enanas blancas.una estrella de masa solar del tamaño de este planetaTambién puede tener un disco de acreción.Y el equipo descubrió que su modelo también funcionaba para estos discos de acreción.Esto sugiere que el modelo explica algo fundamental sobre los discos de acreción en lugar de solo los agujeros negros.Debido a esto, el método se puede aplicar para estudiar agujeros negros de masa intermedia (IMBH) difíciles de encontrar.
Los agujeros negros de masa media son el tipo de agujero negro menos conocido.Tienen una masa de alrededor de 1000 a 100 000 soles y generalmente se encuentran en densos cúmulos globulares.Cuando el Observatorio Vera Rubin entre en línea, los estudios del cielo podrán estudiar el parpadeo de los agujeros negros de masa media, lo que revelará la distribución masiva de IMBH.
Hay aspectos de la relación que el equipo aún no comprende del todo.Más investigaciones analizarán cómo la rotación de un agujero negro o el campo magnético de un disco de acreción pueden afectar la relación.Sin embargo, esta herramienta ya puede proporcionar una buena estimación del tamaño del agujero negro.Al menos cuando son glotones.
referencia:Burke, Colin J., et al.“Escalas de tiempo características de la variabilidad óptica de los discos de acreción astrofísicos.”Ciencia 373.6556 (2021): 789-792.