Por primera vez, se observa la erupción producida por un agujero negro al desgarrar una estrella

Recreación artística de la erupción producida por un agujero negro al desgarrar una estrella en la galaxia. /Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF

En enero de 2005 se detectó un brillante destello que se consideró una explosión supernova, en el núcleo de la galaxia en proceso de fusión Arp 299-B, a casi 150 millones de años luz de la Tierra. El seguimiento con una red internacional de radiotelescopios, incluyendo la Red Europea de Interferometría (EVN), durante más de una década, ha permitido a los astrónomos observar por primera vez de manera directa la formación y expansión de un chorro de material expulsado por un agujero negro supermasivo tras destruir una estrella.

El destello detectado a longitudes de onda de radio se expandía en una dirección (tal como se esperaría para un chorro) a una velocidad de unos 75.000 kilómetros por segundo, un cuarto de la velocidad de la luz, dicen los investigadores de 26 instituciones internacionales, entre ellas el Centro de Astrobiología (CSIC e Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial) y la Universidad de Valencia, en España. El trabajo se ha publicado en la revista Science. "Nunca antes se había podido observar directamente la formación y evolución de un chorro como consecuencia de este fenómeno", apunta el investigador del CSIC en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), Miguel Pérez-Torres. La combinación de observaciones a distintas longitudes de onda durante todo este tiempo permitió al equipo descartar escenarios como una explosión de supernova o una explosión de rayos gamma, determinando que la explicación más probable era que el agujero negro supermasivo de Arp 299-B, con unos 20 millones de masas solares, hubiera desgarrado una estrella con una masa entre dos y seis veces la del Sol.

Según los modelos teóricos, en los eventos de disrupción por mareas, en los que un agujero negro desgarra una estrella, la mitad de la masa de la estrella es expulsada al espacio, mientras que la otra mitad es absorbida por el agujero negro supermasivo. La súbita inyección de material produce un brillante destello (visible en rayos gamma, rayos X y óptico), seguido de emisiones transitorias en radio y de la formación de un chorro de material que se mueve inicialmente a velocidades muy cercanas a la de la luz. Con el paso del tiempo, el nuevo objeto se mantuvo brillante en las longitudes de onda infrarroja y de radio, pero no en las longitudes de onda visibles y de rayos X, algo que probablemente se debe, explican, a que el polvo denso presente en el centro de la galaxia absorbió los rayos X y la luz visible y lo irradió como infrarrojo.

La galaxia Arp 299-B y una recreación artística de la erupción producida por un agujero negro al desgarrar una estrella. /ESA/NASA/Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF

La mayoría de las galaxias albergan en sus regiones centrales agujeros negros supermasivos, que contienen hasta miles de millones de veces la masa del Sol. Se trata de objetos con un campo gravitatorio tan intenso que ni la luz puede escapar, y muestran una estructura típica compuesta por un disco de gas y polvo (el disco de acrecimiento), que absorbe el material de su entorno y, en los casos en que el agujero negro se encuentra activo, un par de chorros de partículas a velocidades relativistas que emergen de los polos.

En cambio, los agujeros negros supermasivos pasan una gran cantidad de tiempo sin devorar nada, por lo que no están particularmente activos. Por tanto, los eventos de disrupción por mareas, como el ocurrido en Arp299-B, ofrecen una oportunidad única para estudiar la vecindad de estos poderosos objetos. Así, debido a que las regiones centrales de las galaxias contienen mucho polvo, que absorbe la luz en rayos X y óptico, es posible que estos sucesos sean mucho más habituales pero hayan pasado desapercibidos hasta ahora. Se cree que estos eventos fueron más comunes en el universo temprano, por lo que su estudio contribuye a entender el entorno en el que se desarrollaron las galaxias hace miles de millones de años.

Astrofísicos teóricos del Instituto Niels Bohr (Dinamarca) habían simulado hace unas semanas, con un modelo informático, qué pasa cuando un enorme agujero negro devora una estrella. Según los científicos, este modelo resulta necesario para la investigación de los eventos de disrupción de marea, que ocurren cuando, una vez cada 10.000 años, una estrella pasa muy cerca del agujero negro supermasivo, y la gravedad del agujero negro lo desgarra.

Beatriz de Vera
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma

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