Registran los últimos momentos de una estrella antes de ser devorada por un agujero negro

Esta ilustración representa a una estrella experimentando una "espaguetificación" al ser absorbida por un agujero negro supermasivo durante un "evento de disrupción de marea"
Esta ilustración representa a una estrella experimentando una "espaguetificación" al ser absorbida por un agujero negro supermasivo durante un "evento de disrupción de marea" Crédito: ESO
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15 de octubre de 2020  • 10:06

Un equipo de astrónomos detectó una rara explosión de luz proveniente de una estrella desgarrada por un agujero negro supermasivo. Los científicos lograron captar el fenómeno, conocido como evento de disrupción de marea, con los telescopios del Observatorio Europeo Austral (ESO, por sus siglas en inglés).

Esta disrupción de marea es la más cercana en su tipo que se ha registrado hasta la fecha, con una distancia de poco más de 215 millones de años luz de la Tierra. "La idea de un agujero negro 'succionando' a una estrella cercana suena como a ciencia ficción. Pero es exactamente lo que sucede en un evento de disrupción de marea", dijo Matt Nicholl, profesor de la Real Sociedad Astronómica en la Universidad de Birmingham en Reino Unido y autor principal del estudio.

Muerte por espaguetización

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Estos eventos de disrupción de marea, donde una estrella experimenta lo que se conoce como "espaguetificación" al ser absorbida por un agujero negro, son poco comunes y no siempre son fáciles de estudiar.

En astronomía, la espaguetificación (a veces denominada "efecto fideos") es el estiramiento vertical y la compresión horizontal de objetos en formas largas y delgadas, como espaguetis, en un campo gravitacional no homogéneo muy fuerte, causado por fuerzas de marea extremas. En los casos más radicales, cerca de los agujeros negros, el estiramiento es tan poderoso que ningún objeto puede soportarlo sin importar cuán resistentes sean sus componentes.

La investigación

Con el fin de estudiar en detalle lo que sucede cuando una estrella es devorada por un monstruo de este tipo, el equipo de investigación apuntó los telescopios Very Large Telescope (VLT) y New Technology Telescope (NTT) del ESO hacia un nuevo destello de luz que tuvo lugar el año pasado cerca de un agujero negro supermasivo.

"Cuando una desafortunada estrella vaga demasiado cerca de un agujero negro supermasivo del centro de una galaxia, el tirón gravitacional extremo del agujero negro desgarra a la estrella, arrancándole finas corrientes de material", explicó Thomas Wevers, investigador del Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge y coautor del estudio.

Esta imagen muestra el cielo que rodea a AT2019qiz, que es visible en el mismo centro de la imagen. Fue creada a partir de capturas del sondeo Digitized Sky Survey 2
Esta imagen muestra el cielo que rodea a AT2019qiz, que es visible en el mismo centro de la imagen. Fue creada a partir de capturas del sondeo Digitized Sky Survey 2 Crédito: ESO

A medida que algunas de las finas hebras de materia estelar caen en el agujero negro durante este proceso de espaguetificación, se libera una brillante llamarada de energía.

Aunque son potentes, los astrónomos tenían problemas para investigar estas ráfagas de luz que a menudo se ven oscurecidas por una cortina de polvo y escombros. Pero ahora, fueron capaces de estudiar y comprender el origen de esta cortina. "Descubrimos que cuando un agujero negro devora una estrella puede lanzar una poderosa explosión de materia hacia afuera que obstruye nuestra vista", describió Samantha Oates de la Universidad de Birmingham.

Esto sucede porque la energía liberada cuando el agujero negro se alimenta del material estelar impulsa los escombros de la estrella hacia afuera.

Ilustración esquemática del efecto de espaguetificación que muestra cómo un astronauta cae dentro de un agujero negro
Ilustración esquemática del efecto de espaguetificación que muestra cómo un astronauta cae dentro de un agujero negro Crédito: Twitter

El descubrimiento fue posible porque el evento de disrupción de marea que el equipo estudió, AT2019qiz, se detectó poco tiempo después de que la estrella fuera destrozada. "En realidad, gracias a que lo detectamos pronto, pudimos ver la cortina de polvo y escombros formándose a medida que el agujero negro lanzaba un potente chorro de material con velocidades de hasta 10.000 kilómetros por segundo. Esta 'mirada tras la cortina' fue nuestra primera oportunidad para identificar el origen del material que oscurece y seguir en tiempo real cómo envuelve al agujero negro", afirmó Kate Alexander, investigadora de la Universidad de Northwestern de Estados Unidos.

¿Cómo fueron las observaciones del agujero negro?

Durante un período de seis meses, a lo largo de los cuales la llamarada creció en luminosidad y luego se desvaneció, el equipo llevó a cabo observaciones de AT2019qiz, ubicada en una galaxia espiral en la constelación de Eridanus.

"Varios sondeos detectaron la emisión del nuevo evento de disrupción de marea muy poco tiempo después de que la estrella fuera destrozada. Inmediatamente, apuntamos un conjunto de telescopios terrestres y espaciales en esa dirección para ver cómo se producía la luz", dijo Wevers.

Mapa de la ubicación de AT2019qiz, en la constelación de Eridanus. El mapa incluye la mayoría de las estrellas que pueden verse a simple vista con buenas condiciones, y la ubicación de AT2019qiz está indicada por un círculo rojo
Mapa de la ubicación de AT2019qiz, en la constelación de Eridanus. El mapa incluye la mayoría de las estrellas que pueden verse a simple vista con buenas condiciones, y la ubicación de AT2019qiz está indicada por un círculo rojo Crédito: ESO

Las extensas observaciones revelaron, por primera vez, una conexión directa entre el material que fluye de la estrella y el brillante destello emitido a medida que es devorada por el agujero negro. "Estas observaciones demostraron que la estrella tenía aproximadamente la misma masa que nuestro propio Sol y que el monstruoso agujero negro, que es más de un millón de veces más masivo, le había hecho perder aproximadamente la mitad de su masa", afirmó Nicholl.

Esta investigación ayudará a entender mejor los agujeros negros supermasivos y cómo se comporta la materia en los entornos de gravedad extrema que los rodean. El equipo de astrónomos aseguró que AT2019qiz podría incluso actuar como una "Piedra Rosetta" para interpretar futuras observaciones de eventos de disrupción de marea.

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