Un gigantesco embudo en el espacio aspira gas del entorno. Parte de ese gas no cae hacia el interior, sino que es expulsado de vuelta, como salpicaduras de agua hirviendo. Así se comporta la fuente de rayos X ultraluminosa NGC 5204 X-1: un objeto compacto (probablemente un agujero negro) engulle materia con tal avidez que el exceso escapa en potentes chorros.
Con el espectrómetro RGS del telescopio XMM-Newton, los astrónomos descompusieron la luz de rayos X de la fuente en colores, como un prisma descompone la luz solar. En el espectro observaron líneas de gas que se mueve tanto hacia nosotros como alejándose. Esto sugiere que la eyección tiene forma de dos conos que divergen en direcciones opuestas, como dos haces de un faro.
Además de los flujos rápidos, los científicos estudiaron el gas lento. A partir de las líneas de oxígeno determinaron su densidad: aproximadamente 10 mil millones de partículas por centímetro cúbico (en comparación, en la atmósfera terrestre en la superficie hay un millón de veces más). La temperatura de este gas es de al menos 150 000 grados. Resultó que la ionización del gas está influenciada tanto por colisiones de partículas como por la radiación del propio agujero negro; este modo "híbrido" no siempre se había tenido en cuenta antes.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.11922
Ultraluminous X-ray sources (ULXs) are non-nuclear X-ray binary systems that exceed the Eddington luminosity for a 10 Msun black hole. The majority of these sources are thought to be stellar-mass compact objects accreting at super-Eddington rates, exhibiting powerful relativistic winds. These winds have been identified through the detection of absorption lines with a blueshift as high as 0.3c and emission lines typically found at their laboratory wavelengths. In this work, we analysed the XMM-Newton data of the ULX NGC 5204 X-1, which has been observed to exhibit emission lines with a blueshift of about 0.3c. The aim of this study is to examine the geometry and physical properties of the accretion disc and the relativistic outflows. In addition, we aim to explore the factors that influence the ULX spectral transitions. We undertook an observing campaign with XMM-Newton to explore the source behaviour at different luminosities. In this first paper of the series, we performed high-resolution X-ray spectroscopy, including archival data, with the RGS instrument which allowed us to resolve both emission and absorption lines. The outflows features were characterised using physical models of plasma in collisional-ionisation and photoionisation equilibrium. We identify collisionally-ionised blueshifted and redshifted components at about 0.3c. These findings have high statistical significance and suggest a biconical structure for the outflow. Additionally, the analysis of the O VII line triplet observed in the spectrum enables us to infer physical properties of the low-velocity line-emitting plasma, e.g. electron density (ne $$\sim 10^{10}$$ cm$$^{-3}$$) and temperature (Te $$ \geq 1.5 \times 10^5$$ K). A hybrid plasma whose ionisation balance is affected by both collisions and radiation is favoured.
Las fuentes de rayos X ultraluminosas brillan cientos de veces más que los agujeros negros "normales" de la misma masa, por eso se les llama ultraluminosas.