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Presencian la espaguetizacin de una estrella segn es devorada por un agujero negro

Presencian la espaguetizacin de una estrella segn es devorada por un agujero negro


Se ha descubierto el destello luminoso ocasionado por la muerte de una estrella segn es espaguetizada y desgarrada por un agujero negro

Recreaci

Recreacin de la espaguetizacin de una estrella.
ESO/M. Kommesser

Se ha descubierto el destello luminoso ocasionado por la muerte de una estrella segn es espaguetizada y desgarrada por un agujero negro. A ‘tan solo’ 215 millones de aos luz de distancia, este es el ms cercano de los eventos de su clase observados hasta la fecha, y del que se dispone de datos ms detallados.

Agujeros negros y fuerzas de marea

Los agujeros negros nunca han estado ms de moda. Tras la obtencin de la imagen de la sombra del objeto supermasivo en el centro de la galaxia M87, los Nobel acaban de premiar este ao a algunos de los avances ms pioneros, tanto desde el punto de vista terico como del observacional, de estos objetos fascinantes.

Todos los fenmenos asociados a los agujeros negros son sorprendentes, pero uno de los que ms llama la atencin es el conocido como ‘espaguetizacin’, que tiene lugar cerca de un campo gravitatorio muy intenso y muy inhomogneo. Imaginemos por ejemplo a un desafortunado astronauta que se acerca a un agujero negro aproximando los pies ms que la cabeza. La fuerza gravitatoria es mucho ms intensa en sus pies que en la parte superior del cuerpo. Se producen unas descomunales fuerzas de marea que deformarn el cuerpo en sentido vertical, estirndolo y alargndolo como si fuese un espagueti.

En la vida real, los astronautas todava no se atreven a visitar las proximidades de un agujero negro, pero hay estrellas que pueden circular por el entorno de uno de estos monstruos supermasivos y ser sometidas al violento efecto de la espaguetizacin. Los estudios tericos de este fenmeno han mostrado que una parte del material de la estrella desgarrada no es devorada inmediatamente, sino que queda atrapada en un disco rotante alrededor del agujero negro. El disco, en un entorno tan sumamente energtico, emite intensa radiacin visible y de rayos X, y tambin ocasiona unos chorros en los que el material fluye, a velocidades prximas a la de la luz, en la direccin perpendicular al disco.

Hace dos dcadas que se vienen observando destellos luminosos cuyas caractersticas observacionales concuerdan con la espaguetizacin de una estrella. Tales destellos se conocen como ‘eventos de disrupcin por mareas’ o, en el argot astronmico, TDEs (por las siglas en ingls: tidal disruption events). Se ha llegado a construir un catlogo de TDEs que contiene casi un centenar de destellos de este estilo.

A 215 millones de aos luz

Hace tan solo unos das que se han hecho pblicas las observaciones de un destello luminoso particularmente interesante, pues se trata del TDE ms cercano de los descubiertos hasta la fecha.

La observacin la llev a cabo un equipo internacional de astrnomos liderado por Matt Nicholl, de la Universidad de Birmingham (Reino Unido), en el que participa el espaol Llus Galbany, profesor de la Universidad de Granada.

El destello, bautizado como AT2019qiz, se localiz en septiembre del ao pasado en una galaxia espiral (llamada 2MASX J04463790-1013349) que se encuentra a 215 millones de aos luz de distancia. Las observaciones, realizadas principalmente con los telescopios de ESO en Chile, detectaron un repentino abrillantamiento en longitudes de onda visibles, ultravioletas, de rayos X y de ondas de radio. El destello se capt desde sus momentos iniciales, lo que ha permitido estudiar el desarrollo del fenmeno con todo detalle.

Del anlisis de las observaciones, Nicholl y colaboradores concluyen que la estrella desgarrada deba de ser similar a nuestro Sol, y que el agujero negro debe de ser un milln de veces ms masivo. Durante la espaguetizacin, la mitad de la masa de la estrella fue eyectada en forma de chorros a velocidades que superan los 10.000 kilmetros por segundo.

Piedra de Rosetta

No se puede prever cundo una estrella va a tener la mala suerte de ser devorada por un agujero negro para crear as un TDE. Por ello, el estudio de estos fenmenos requiere estar monitorizando el cielo continuamente para su localizacin. Cuando se descubre uno de estos fenmenos, el equipo descubridor lanza una alerta a la comunidad de astrnomos de todo el mundo para que se apunten todos los telescopios posibles en esa direccin.

Afortunadamente los destellos TDE son tan sumamente brillantes que pueden ser localizados en galaxias muy distantes. Con telescopios de gran campo pueden observarse simultneamente decenas de miles de galaxias en una sola noche. Comparando de manera automtica las imgenes obtenidas una noche con las de la noche anterior pueden localizarse estos destellos que surgen sbitamente, pero pueden llegar a durar meses, aunque atenundose paulatinamente, segn los restos espaguetizados de la estrella se hacen ms finos y largos

Segn los autores del estudio, los magnficos datos obtenidos para AT2019qiz hacen de este evento una piedra de Rosetta para interpretar muchos otros TDEs que se detectarn en el futuro. Efectivamente, la puesta en funcionamiento de grandes telescopios panormicos, capaces de observar regiones del cielo muy amplias en una sola noche, como el telescopio Vera Rubin que se est construyendo en Cerro Pachn (Chile), proporcionarn numerosos descubrimientos de este tipo.

El seguimiento de tales eventos con otros telescopios de menor campo, pero de mayor sensibilidad, como el ELT, permitir obtener todos los detalles de la evolucin de los TDE con un exquisito detalle. Y todo esto servir para seguir refinando nuestro conocimiento sobre todos esos fenmenos fascinantes que rodean a los agujeros negros.

El artculo de Nicholl y colaboradores titulado ‘An outflow powers the optical rise of the nearby, fast-evolving tidal disruption event AT2019qiz’ ha sido publicado en un nmero reciente de la revista britnica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. El manuscrito puede consultarse aqu.

Rafael Bachiller es director del Observatorio Astronmico Nacional (Instituto Geogrfico Nacional) y acadmico de la Real Academia de Doctores de Espaa.

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