• Prof. Cerebrón

Las observaciones de una estrella devorada por un agujero negro

Updated: Oct 20, 2020

Los agujeros negros son cuerpos supermasivos de materia que rompen tiempo y espacio y son capaces de engullir todo a su paso, de tal forma que ni la luz puede huir de ellos. Bien, ahora fue el turno de observar cómo una estrella moribunda cayó al horizonte de sucesos de un agujero negro. En otras palabras, cuando la estrella se acercó demasiado al agujero negro, la enorme fuerza gravitacional de este provocó la interrupción de las mareas gravitacionales (IMG) de la estrella, es decir, el estiramiento y ruptura de ésta. A medida que la estrella se desgarra, algunos de los escombros resultantes se “espaguetizan”, atenuándose en un hilo largo y delgado de material que se introduce en el agujero negro.



Es bien sabido cuál es el destino final de las estrellas, es decir, cuando se vuelven gigantes rojas, enanas blancas, supernovas, agujeros negros o son devoradas por éstos. Sin embargo, realmente nunca hemos sido capaces de observar claramente dichos sucesos, solo hemos visto trazas de ellos. Por lo tanto, la IMG de esta estrella es lo más cercano que hemos podido ver sobre el destino de estos cuerpos estelares. No es la primera vez que se puede observar que una estrella fue o será engullida. No obstante, es poco común.


El fenómeno de IMG libera una intensa luz antes de que los escombros de las estrellas desintegradas desaparezcan más allá del horizonte de sucesos del agujero negro. Sin embargo, estos destellos de luz son difíciles de ver ya que son oscurecidos por nubes de polvo estelar. A principios de este año, un equipo de investigación confirmó que algunos de los escombros de la estrella rota se arremolinan en un disco de acreción que alimenta al agujero negro, como si fuera agua por un desagüe. Una IMG de unos años antes, reveló que el chorro de plasma lanzado por el agujero negro es proporcional a la cantidad de estrella que devora. Y una estrella que escapó de la disrupción total muestra que un agujero negro puede racionar su comida y alimentarse de un compañero en órbita durante miles de millones de años.


La IMG llamada AT2019qiz, fue observada en septiembre del 2019 por el equipo de la Universidad de Birmingham dirigido por Matt Nicholl. Este equipo de investigación descubrió que cuando un agujero negro se traga a una estrella puede lanzar una poderosa explosión de material hacia el exterior que obstruye la observación. Las IMG estelares son uno de esos fenómenos cósmicos que son prácticamente imposibles de predecir. Por lo tanto, hay que observar el firmamento y esperar a que sucedan. De esta forma, los astrónomos pudieron enfocar sus telescopios en una galaxia espiral a 215 millones de años luz, ubicada en la constelación de Eridanus.


Así, varios estudios del cielo descubrieron emisiones del nuevo IMG rápidamente después de que la estrella fue rota. La llamarada es el resultado de intensas influencias gravitacionales y de fricción en del material estelar acumulado. Estas influencias calientan tanto el material a temperaturas tan altas que la luz de la IMG puede eclipsar brevemente a la galaxia anfitriona.


Desde ese brote inicial, la IMG se desvanece durante un período de meses. Por lo tanto, los investigadores observaron y trazaron cuidadosamente el desvanecimiento de AT2019qiz en múltiples longitudes de onda de luz tales como ultravioleta, radio, visible y rayos X. Así, descubrieron que las IMG brillan en el visible y en el ultravioleta. De esta forma, la luz permitió al equipo calcular las masas involucradas. Los resultados mostraron que la estrella tenía aproximadamente la misma masa que nuestro Sol, y que perdió aproximadamente la mitad de ella en el agujero negro, que es más de un millón de veces más masivo.


Considerando el tiempo en el que los investigadores dirigieron su atención al fenómeno, su proximidad y el espectro más amplio de lo habitual en el que lo observaron, también pudieron determinar que el polvo que oscurece la IMG es parte integral de ésta. AT2019qiz es el fenómeno de IMG más cercano descubierto hasta la fecha. Además, que fue increíblemente bien observado en todo el espectro electromagnético. Este es el primer caso en el que vemos evidencia directa de salida de gas durante el proceso de interrupción y acreción que explica tanto la óptica como las emisiones de radio que hemos visto en el pasado.


Hasta ahora, la naturaleza de estas emisiones ha sido muy debatida, pero aquí vemos que tanto la IMG como la generación de polvo están conectados a través de un solo proceso. Este fenómeno nos está enseñando sobre los procesos físicos detallados de acreción y eyección de masa de los agujeros negros supermasivos. Y es emocionante. AT2019qiz, es un caso especial que continuará contribuyendo a nuestros esfuerzos por comprender estos increíbles eventos. Los datos encontrados harán de AT2019qiz una guía de interpretación para las futuras observaciones de las IMG.


Como siempre, gracias por leerme.




REFERENCIAS

https://arxiv.org/abs/2003.05470

https://wis-tns.weizmann.ac.il/object/2019qiz



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