“Las galaxias suelen tener en su centro un agujero negro rodeado de un disco de acreción”

¿Qué tipo de objetos tienen disco de acreción?

Objetos muy diversos, desde agujeros negros hasta estrellas de neutrones, pasando por enanas blancas (que son unas mil veces más grandes, pero también tienen un disco de acreción) hasta estrellas normales. Las estrellas nacen todas a partir de una nube de gas acretada a través de un disco de acreción.

¿Qué nos enseñan sobre el Universo?

Creemos que la formación estelar tiene lugar a partir de discos de acreción, por lo cual estos nos cuentan de dónde vienen el Sol y todas las estrellas. También dan información sobre lo que ocurre al final de la vida de las estrellas, puesto que muchos de ellos se forman en estrellas binarias en las cuales una estrella se ha convertido en supernova o en nebulosa planetaria, y ha expulsado gran parte de su envoltorio: queda una estrella acretando material de su compañera, mediante un disco de acreción.

Los discos de acreción son lugares estupendos para investigar en Astrofísica y aprender sobre el funcionamiento de la materia, y sobre densidades y temperaturas distintas a las de nuestra experiencia diaria. Algunos conocimientos pueden ser aplicados en nuevos contextos. Por ejemplo, parte del conocimiento sobre la acreción obtenido en objetos que acretan habitualmente se aplica a los estallidos de rayos gamma, en los que se cree que también se forma un disco de acreción. Estos estallidos son de los objetos más apasionantes que se conocen: pueden ser vistos en el límite del Universo observable, y permiten retroceder hasta sus primeros tiempos.

¿Son los discos de acreción algo habitual?

Sí lo son. Creemos que prácticamente todas las galaxias tienen en su centro un agujero negro rodeado por un disco de acreción. Y hay muchas binarias de rayos X y variables cataclísmicas dentro de la Galaxia, donde la acreción ocurre en enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros. Y, por supuesto, muchas estrellas (si no todas) se originan en discos de acreción. Es probable que por cada estrella del Universo hubiera un disco de acreción en algún momento de la historia.

¿Entonces pueden tener tamaños distintos?

Sí, los de los núcleos activos de galaxias son enormes, su talla es muy superior a la del Sistema Solar. En algunas estrellas binarias el disco de acreción se extiende con un tamaño superior al solar. Y en cambio en otras más pequeñas, con períodos orbitales de minutos, cabría en un espacio apenas mayor que la Tierra.

¿De dónde obtiene los datos para estudiarlos?

De muchos telescopios distintos: telescopios en órbita de rayos gamma y rayos X, el Telescopio Espacial Hubble, telescopios en tierra, por ejemplo en un futuro el GTC, radiotelescopios…. Algo apasionante de este campo de investigación es que realmente es requiere datos de todas las longitudes de onda: desde el radio, pasando por el óptico, hasta los rayos gamma. Se observan discos de acreción y fenómenos relacionados con la acreción en todas estas longitudes de onda. Yo trabajo en el óptico, el infrarrojo, el ultravioleta y los rayos X, y colaboro con investigadores que lo hacen en rayos gamma y radio. Utilizamos todo esto.

¿Los discos de acreción emiten en todas estas longitudes de onda?

Sí, en todas.

¿Cómo explicaría metafóricamente qué es un disco de acreción a alguien que no sabe nada de Astronomía?

En cierto modo, en un disco de acreción ocurre algo parecido a cuando se vacía una bañera y el agua circula en torno al sumidero. El agua gira porque tiene un momento angular, no puede caer directamente en el agujero como si fuera una cascada.

Un disco de acreción funciona del mismo modo, pues se origina a partir del material en órbita alrededor de un agujero negro o una estrella de neutrones, bien sea de una estrella compañera, o de nubes de gas alrededor del agujero negro en el centro de la galaxia. Siempre hay rotación, no cae directamente en el interior.

Como está en rotación, el material forma órbitas, círculos, y es así cómo surge un disco de acreción. De un modo similar, la rotación de la Tierra es lo que finalmente provoca que el agua gire en torno al agujero cuando se vacía la bañera. Es algo parecido, pero no exactamente lo mismo.