La NASA capta un agujero negro devorando una estrella
Las observaciones recientes de un agujero negro que
devora una estrella errante pueden ayudar a los científicos a comprender
comportamientos de alimentación de agujeros negros más complejos. Múltiples
telescopios de la NASA observaron recientemente un agujero negro masivo que
destrozaba una estrella desafortunada que se acercaba demasiado a él. Ubicado a
unos 250 millones de años luz de la Tierra en el centro de otra galaxia, fue el
quinto ejemplo más cercano de un agujero negro que destruye una estrella jamás
observado.
Una vez que la gravedad del agujero negro destrozó
completamente la estrella, los astrónomos vieron un aumento dramático en la luz
de rayos X de alta energía alrededor del agujero negro. Esto indicó que a
medida que el material estelar fue atraído hacia su perdición, formó una
estructura extremadamente caliente sobre el agujero negro llamada corona.
El satélite NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescopic
Array) de la NASA es el telescopio espacial más sensible capaz de observar
estas longitudes de onda de luz, y la proximidad del evento proporcionó una
vista sin precedentes de la formación y evolución de la corona, según un nuevo
estudio publicado en The Astrophysical Journal.
El trabajo demuestra cómo la destrucción de una
estrella por un agujero negro, un proceso conocido formalmente como un evento
de interrupción de marea, podría usarse para comprender mejor qué sucede con el
material capturado por uno de estos gigantes antes de ser devorado por
completo.
La mayoría de los agujeros negros que los
científicos pueden estudiar están rodeados de gas caliente que se ha acumulado
durante muchos años, a veces milenios, y forma discos de miles de millones de
kilómetros de ancho. En algunos casos, estos discos brillan más que galaxias
enteras. Incluso alrededor de estas fuentes brillantes, pero especialmente
alrededor de agujeros negros mucho menos activos, se destaca una sola estrella
que se está desgarrando y consumiendo.
Y de principio a fin, el proceso a menudo toma solo
unas semanas o meses. La observabilidad y la corta duración de los eventos de
interrupción de las mareas los hacen especialmente atractivos para los
astrónomos, que pueden descifrar cómo la gravedad del agujero negro manipula el
material que lo rodea, creando increíbles espectáculos de luces y nuevas
características físicas.
«Los eventos de interrupción de las mareas son una
especie de laboratorio cósmico«, comenta la coautora del estudio Suvi Gezari,
astrónoma del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore. «Son
nuestra ventana a la alimentación en tiempo real de un enorme agujero negro que
acecha en el centro de una galaxia«.
Una señal
sorprendente
El foco del nuevo estudio es un evento llamado AT2021ehb,
que tuvo lugar en una galaxia con un agujero negro central de unas 10 millones
de veces la masa de nuestro Sol. Durante este evento de interrupción de las
mareas, el lado de la estrella más cercano al agujero negro fue atrapado con
más fuerza que el lado más alejado de la estrella, separando todo y dejando
nada más que un fideo estirado de gas caliente.
Los científicos creen que la corriente de gas es
azotada alrededor de un agujero negro durante tales eventos, chocando consigo
misma. Se cree que esto crea ondas de choque y flujos de gas hacia el exterior
que generan luz visible, así como longitudes de onda no visibles para el ojo
humano, como la luz ultravioleta y los rayos X. Luego, el material comienza a
asentarse en un disco que gira alrededor del agujero negro como el agua
circulando por un desagüe, y la fricción genera rayos X de baja energía. En el caso
de AT2021ehb, esta serie de eventos se llevó a cabo durante solo 100 días.
Un evento
especialmente corto
El evento fue visto por primera vez el 1 de marzo de
2021 por la Instalación Transitoria Zwicky (ZTF), ubicada en el Observatorio
Palomar en el sur de California. Posteriormente fue estudiado por el telescopio
Neil Gehrels Swift Observatory and Neutron star Interior Composition Explorer
(NICER) de la NASA (que observa longitudes de onda de rayos X más largas que
Swift).
Luego, alrededor de 300 días después de que se
detectó el evento por primera vez, NuSTAR de la NASA comenzó a observar el
sistema. Los científicos se sorprendieron cuando NuSTAR detectó una corona, una
nube de plasma caliente o átomos de gas a los que se les quitaron los electrones,
ya que las coronas suelen aparecer con chorros de gas que fluyen en direcciones
opuestas desde un agujero negro.
¿Qué causa los
chorros y las coronas?
Sin embargo, con el evento de marea AT2021ehb, no
hubo chorros, lo que hizo que la observación de la corona fuera inesperada. Las
coronas emiten rayos X de mayor energía que cualquier otra parte de un agujero
negro, pero los científicos no saben de dónde proviene el plasma o cómo se
calienta tanto
«Nunca hemos visto un evento de interrupción de
marea con emisión de rayos X como este sin la presencia de un chorro, y eso es
realmente espectacular porque significa que potencialmente podemos desentrañar
qué causa los chorros y qué causa las coronas«, indica Yuhan Yao, estudiante de
posgrado en Caltech en Pasadena, California, y autora principal del nuevo
estudio. «Nuestras observaciones de AT2021ehb están de acuerdo con la idea de
que los campos magnéticos tienen algo que ver con la forma en que se forma la
corona, y queremos saber qué está causando que ese campo magnético sea tan
fuerte”.
Yao también está liderando un esfuerzo para buscar
más eventos de interrupción de mareas identificados por ZTF y luego observarlos
con telescopios como Swift, NICER y NuSTAR. Cada nueva observación ofrece el
potencial de nuevos conocimientos u oportunidades para confirmar lo que se ha
observado en AT2021ehb y otros eventos de interrupción de mareas. «Queremos
encontrar tantos como podamos«, concluye Yao.
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