Necesitamos ser claros acerca de la terminología aquí. La pulsación normalmente se refiere a un objeto que se infla y desinfla como un latido del corazón, y los púlsares no hacen esto. Lo que vemos como “pulso” en un púlsar es simplemente el chorro de radio de una estrella de neutrones que gira rápidamente dentro y fuera de la vista, haciendo que el púlsar parezca parpadear en intervalos de segundos a milisegundos. Esto es lo que entenderé como “pulsando como un púlsar”.
Si bien no voy a decir que es imposible que un agujero negro haga esto, hay varias razones por las cuales es más improbable que un agujero negro actúe como un púlsar que una estrella de neutrones.
- Una estrella de neutrones tiene un campo magnético intrínseco. Un agujero negro no.
Los chorros de las estrellas de neutrones pueden parecer que giran dentro y fuera de la vista porque sus polos magnéticos se pueden desplazar en relación con su eje de rotación. Muchas estrellas y planetas tienen polos magnéticos que no coinciden con sus polos geográficos. La Tierra es uno de estos objetos, por lo que una brújula no es muy útil en latitudes altas. Una estrella de neutrones simplemente hereda su campo magnético de la estrella que alguna vez fue, y muchas estrellas tienen campos magnéticos cuyas alineaciones cambian constantemente. Por lo tanto, no sorprende que a veces una estrella de neutrones pueda desalinear un campo magnético con su eje de rotación.
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En contraste, un agujero negro no puede tener un campo magnético propio. En cambio, cualquier campo magnético alrededor de un agujero negro debe introducirse desde el exterior, transportarse en un flujo de acreción. Por lo tanto, los chorros de un agujero negro están anclados al campo magnético del disco de acreción alrededor de un agujero negro, no al agujero negro en sí mismo (aunque los chorros pueden derivar energía de la rotación del agujero negro).
Esto es importante porque un disco de acreción no puede acercarse al horizonte de eventos de un agujero negro, lo suficientemente cerca como para aprovechar el giro del agujero negro y agregar potencia a los chorros, a menos que esté corrotando con el agujero negro. Por lo tanto, es más difícil que los aviones no estén alineados con el giro de un agujero negro.
Además, esto significa que es más difícil para un agujero negro tener chorros en primer lugar. Las estrellas de neutrones pueden poseer chorros de púlsar incluso en ausencia de acreción, mientras que un agujero negro no tendrá uno a menos que se esté acrecentando activamente.
En general, la falta de un campo magnético intrínseco es problemático porque es difícil que un disco de acreción se rellene de forma continua si se voltea constantemente una y otra vez como lo hace un púlsar. El campo magnético en el disco se descompondrá rápidamente a medida que cae en el agujero negro, y si el disco no se rellena porque cambia constantemente de orientación con respecto a su fuente (por ejemplo, el viento estelar de un compañero binario), entonces el comportamiento del púlsar Terminará rápidamente.
2. Los agujeros negros son mucho más raros que las estrellas de neutrones.
El número de púlsares conocidos es de al menos miles. En contraste, el número de candidatos a agujeros negros estelares está en las decenas. Incluso si tenemos en cuenta las estrellas de neutrones y los agujeros negros que aún no conocemos, el número de agujeros negros por necesidad será menor, ya que sus estrellas progenitoras son mucho menos comunes que los progenitores de estrellas de neutrones.
Para que una estrella de neutrones sea observable como un púlsar, no solo necesita polos magnéticos desalineados con sus polos rotacionales, sino que debe estar orientada de tal manera que los chorros parezcan rotar dentro y fuera de la vista. desde nuestra perspectiva Como tal, solo una fracción de los púlsares en realidad nos aparecen como púlsares. Y, por supuesto, la gran mayoría de las estrellas de neutrones no son púlsares.
Dado que solo una fracción de los agujeros negros tendrá chorros, y solo una fracción de esos agujeros negros tendrá chorros que no estén alineados con su rotación, y solo una fracción de ESOS agujeros negros tendrá los chorros orientados de la manera que podamos verlos rotar dentro y fuera de la vista, no habrá muchos “púlsares de agujero negro”. Dada la rareza de los agujeros negros, ver a un candidato de agujero negro exhibir un comportamiento similar al púlsar es en realidad una razón para dudar de que el candidato sea realmente negro agujero, y no una estrella de neutrones.
3. Los chorros persistentes son raros en los agujeros negros estelares, y los agujeros negros supermasivos no pueden exhibir un comportamiento similar al púlsar.
Los discos de acrecentamiento SMBH son simplemente demasiado grandes para rotar su eje de campo magnético en una escala de tiempo de segundos. Entonces, cualquier cambio debido a la rotación será gradual. De hecho, solo hemos podido decir que los jets SMBH han cambiado la presencia de burbujas y gas expulsado en el espacio intergaláctico que preserva la orientación original de los jets. Un SMBH tiene una inercia rotacional tremenda y actúa como un giroscopio. Nada más que una colisión con otro SMBH puede voltear un SMBH.
Por lo tanto, cualquier agujero negro que actúe como un púlsar debería ser una masa estelar, pero aquí nos encontramos con el problema de que la gran mayoría de ellos están inactivos, y de los que están activos, no tienen chorros por mucho tiempo. Un agujero negro estelar es demasiado pequeño para extraer gas del medio interestelar como una lata SMBH, por lo que deben recibir gas de una estrella cercana. Desafortunadamente para los BHs estelares hambrientos, las estrellas de baja masa tienden a crear vientos agrupados e inconsistentes que solo permiten la actividad transitoria. Las estrellas de alta masa pueden emitir suficiente gas para crear un disco y un chorro persistentes, pero son mucho más raros. La mayoría de los BH estelares con chorros persistentes se encuentran en binarios con estrellas masivas, y solo unos dos tienen compañeros de baja masa.
Con todo, cuando ves un objeto que actúa como un púlsar, puedes estar casi seguro de que no es un agujero negro.
