Agujeros negros comiéndose las mismas estrellas una y otra vez

Agujero negro

Dos equipos de astrónomos que utilizan el telescopio espacial XMM-Newton de la ESA han observado repetidos estallidos de luz de agujeros negros inactivos que destruyen parcialmente las estrellas una y otra vez. Este descubrimiento es inesperado, ya que los estallidos de agujeros negros generalmente aparecen solo una vez cuando un agujero negro consume una estrella.

Los agujeros negros supermasivos se encuentran en los centros de la mayoría de las galaxias. Sus masas van desde cientos de miles hasta miles de millones de veces la masa de nuestro Sol. A pesar de esto, los agujeros negros son esquivos, atrapan la luz y siguen siendo difíciles de detectar.

Un agujero negro supermasivo oculto puede ser descubierto cuando una estrella vira en un acercamiento cercano a él. La estrella es destrozada por fuertes fuerzas de marea, formando un disco de escombros estelares en el que se alimenta el agujero negro. Los rayos X energéticos, UV, luz óptica y de radio se pueden detectar durante este proceso conocido como evento de interrupción de marea.

Los eventos típicos de interrupción de marea exhiben un brillante estallido de luz, conocido como llamarada, que dura unos pocos meses durante los cuales el agujero negro consume la estrella. Sin embargo, dos nuevas llamaradas con un comportamiento peculiar han sido observadas por XMM-Newton. Estas llamaradas brillan repetidamente en rayos X y luz UV después del primer estallido, lo que sugiere que las estrellas no han sido totalmente destruidas durante el encuentro inicial con los agujeros negros.

Los estudios dirigidos por los astrónomos Thomas Wevers del Observatorio Europeo Austral, y Zhu Liu del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Alemania, revelan que parte de las estrellas pueden haber sobrevivido a su primer ataque de los agujeros negros. Los datos de rayos X y UV sugieren que partes de las estrellas no están completamente devoradas, continúan su órbita y se encuentran con el agujero negro disruptivo nuevamente, lo que lleva a llamaradas recurrentes. Esta actividad se denomina evento de interrupción parcial de las mareas.

Los astrónomos encontraron repetidas llamaradas de dos galaxias separadas que albergan agujeros negros supermasivos. Estas galaxias se encuentran mucho más allá de las afueras de la Vía Láctea a distancias de casi 900 millones de años luz y 1.000 millones de años luz.

Uno de los eventos de re-brillo, llamado eRASSt J045650.3−203750, fue descubierto por el telescopio de rayos X eROSITA a bordo de la misión Spectrum-Roentgen-Gamma. Las observaciones de XMM-Newton en 2021 y 2022 por un equipo dirigido por Zhu encontraron que la llamarada original fue seguida por estallidos repetidos aproximadamente cada 223 días.

Zhu explica: «Los resultados de nuestra primera observación XMM-Newton fueron sorprendentes. El agujero negro mostró una atenuación inusualmente drástica de la luz de rayos X, en comparación con cuando había sido descubierto dos semanas antes por el telescopio eROSITA. Las observaciones de seguimiento con XMM-Newton y otros instrumentos confirmaron nuestras especulaciones de que este comportamiento estaba siendo causado por un evento de interrupción parcial de las mareas».

El otro evento de interrupción de marea, llamado AT2018fyk, fue descubierto por el All-Sky Automated Survey for Supernovae. Brilló en rayos UV y X durante al menos 500 días, seguido de una atenuación repentina. En mayo de 2022, Thomas y sus colegas utilizaron XMM-Newton para estudiar el aumento dramático en el brillo de rayos X y UV 1200 días después de su aparición.

Ambos eventos parciales de interrupción de mareas serán monitoreados de cerca durante los períodos previstos de futuros episodios de re-brillo para confirmar los hallazgos y hacer más descubrimientos. Los observadores pueden encontrarse con silencio, lo que indica que la estrella ha sido tragada entera en el episodio de llamarada anterior. Se avecinan tiempos turbulentos para estos eventos, y la caza comienza a encontrar eventos similares de interrupción parcial de las mareas.

Impresión artística de XMM-Newton. ESA - D. Ducros
Paco Gil
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