El agujero negro en el sistema GX 339-4 durante la erupción de 2021 se comportó como una actriz que cambia de vestuario entre escenas. En el estado duro, se puso dos coronas a la vez: una caliente y tenue, y encima de ella, una templada y densa. En el estado blando, solo quedaba la corona caliente.
Los astrónomos observaron el agujero simultáneamente con tres telescopios de rayos X: NuSTAR, NICER e Insight-HXMT. Midieron cómo brilla el disco alrededor del agujero. Resultó que si se considera solo una corona caliente, el disco en el estado duro parece diez veces más pequeño que en el estado blando. Esto contradice la opinión establecida de que en el estado duro el disco debería ser más grande.
Pero cuando se añadió la segunda corona, la templada, los tamaños del disco volvieron a su lugar. En el estado duro, el disco resultó ser más grande que en el estado blando, como predice la teoría. La corona templada actúa como un velo semitransparente que oculta parte de la luz del disco.
Resulta que en el estado duro el agujero negro tiene una doble corona: caliente por fuera y templada por dentro. En el estado blando, la corona templada desaparece y solo queda la caliente. Esto es como un cambio de vestuario: para salir se pone tanto el abrigo como la chaqueta, y en casa solo se queda con la chaqueta.
Esta doble corona explica por qué antes los astrónomos se confundían con los tamaños del disco. Sin la corona templada, el disco parecía más pequeño de lo que realmente era. Con ella, todo encaja. Por lo tanto, al estudiar los estados duros de los agujeros negros, es imprescindible tener en cuenta la corona templada.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.08917
We present a broadband spectral analysis of the black hole X-ray binary GX 339-4 during its 2021 outburst, covering both hard and soft spectral states. Using simultaneous observations from NuSTAR, NICER, and Insight-HXMT, we investigate the evolution of the accretion disk with a focus on the disk normalization derived from the diskbb component, which serves as a proxy for the apparent inner disk radius. In the standard single Comptonization model, the disk normalization in the hard state is more than an order of magnitude lower than in the soft state ($$\sim$$0.3$$\times$$10$$^3$$ vs. $$\sim$$3.0$$\times$$10$$^3$$). This result contradicts the widely accepted view that the disk radius is smaller in the soft state than in the hard state. By incorporating an additional warm Comptonization component, the disk normalization in the hard state increases to values ($$\gtrsim 10^4$$) exceeding those in the soft state ($$\sim 10^3$$), yielding results consistent with a physically truncated, cooler accretion disk. The results of this work support the presence of a dual-corona geometry in the hard state, comprising both a hot, optically thin corona and a warm, optically thick corona, while the soft state spectrum is well described by a single hot Comptonization component alone. Our findings emphasize the importance of including a warm corona in hard-state spectra, as it leads to a more physically consistent picture of the accretion geometry across spectral states.
La temperatura de la corona caliente alrededor del agujero negro puede alcanzar los mil millones de grados, lo que es cientos de veces más caliente que el centro del Sol.
En la película 'Interstellar', el agujero negro Gargantúa se muestra con un brillante disco de acreción, pero sin indicio de la doble corona que los astrónomos observaron en GX 339-4.