Varios telescopios de la NASA observaron recientemente un agujero negro masivo desgarrando una estrella desafortunada que vagaba demasiado cerca. Situado 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 observada.
Una vez que la estrella se rompió completamente por la gravedad del agujero negro, 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 visión sin precedentes de la formación y evolución de la corona, según un nuevo estudio publicado en el Astrophysical Journal.
El trabajo demuestra cómo la destrucción de una estrella por un agujero negro, un proceso formalmente conocido como evento de interrupción de marea, podría usarse para comprender mejor qué sucede con el material capturado por uno de estos gigantes antes de que sea completamente devorado.
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 ha formado 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 desgarra y consume. Y de principio a fin, el proceso a menudo toma solo una cuestión de 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 desentrañar cómo la gravedad del agujero negro manipula el material a su alrededor, creando increíbles espectáculos de luz y nuevas características físicas.
«Los eventos de interrupción de mareas son una especie de laboratorio cósmico», dijo el coautor del estudio Suvi Gezari, astrónomo del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore. «Son nuestra ventana a la alimentación en tiempo real de un agujero negro masivo que acecha en el centro de una galaxia».
El foco del nuevo estudio es un evento llamado AT2021ehb, que tuvo lugar en una galaxia con un agujero negro central de aproximadamente 10 millones de veces la masa de nuestro Sol (aproximadamente la diferencia entre una bola de boliche y el Titanic). Durante este evento de interrupción de marea, el lado de la estrella más cercano al agujero negro fue tirado más fuerte que el otro lado de la estrella, estirando todo y dejando nada más que un largo fideo de gas caliente.
Los científicos piensan que la corriente de gas se azota 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 que rodea un desagüe, con fricción que genera rayos X de baja energía. En el caso de AT2021ehb, esta serie de eventos tuvo lugar en solo 100 días.
Alrededor de 300 días después de que el evento fue visto 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 con sus electrones despojados, ya que las coronas generalmente aparecen con chorros de gas que fluyen en direcciones opuestas desde un agujero negro. 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 exactamente cómo se calienta tanto.
«Nunca hemos visto un evento de interrupción de marea con emisión de rayos X como éste sin un chorro presente, y eso es realmente espectacular porque significa que potencialmente podemos desentrañar qué causa los chorros y qué causa coronas», dijo Yuhan Yao, estudiante graduado de Caltech en Pasadena, California, y autor principal del nuevo estudio. «Nuestras observaciones de AT2021ehb están de acuerdo con la idea de que los campos magnéticos tienen algo que ver con cómo se forma la corona, y queremos saber qué está causando que ese campo magnético se vuelva tan fuerte».
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