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Observada la erupción producida por un agujero negro al desgarrar una estrella

Vie, 06/15/2018

Los astrónomos ha obtenido por primera vez imágenes directas de la formación y expansión de un chorro de material eyectado cuando la potente acción gravitatoria de un agujero negro supermasivo desgarró una estrella que se acercó demasiado a este monstruo galáctico

Esta investigación de más de una década contribuye a entender el entorno en el que se desarrollaron las galaxias hace miles de millones de años

El estudio está liderado por Miguel Pérez-Torres, investigador del CSIC y de la Universidad de Zaragoza

(Zaragoza, viernes, 15 de junio de 2018). El equipo de científicos detectó a principios del año 2005 un brillante destello procedente del núcleo de una galaxia a 150 millones de años luz de la Tierra. Aunque toda la evidencia parecía apuntar a una supernova excepcionalmente brillante, la observación continuada durante más de 10 años, utilizando telescopios radio e infrarrojo, ha permitido a los investigadores presenciar cómo la región luminosa se alargaba y expandía, y concluir que se trata de un chorro de material expulsado por el agujero negro supermasivo central de la galaxia tras desgarrar una estrella. 
 
Los resultados del estudio, que está liderado por investigador español Miguel Pérez-Torres, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universidad de Zaragoza, y Seppo Mattila, investigador de la Universidad de Turku (Finlandia), se publican hoy en la revista Science. 
 
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 cae hacia 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. 
 
“Nunca antes se había podido observar directamente la formación y evolución de un chorro como consecuencia de este fenómeno", apunta Pérez-Torres. El seguimiento con una red internacional de radiotelescopios durante más de una década permitió presenciar cómo 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. 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 la galaxia anfitriona, de unos 20 millones de masas solares, hubiera desgarrado una estrella con una masa entre dos y seis veces la de nuestro Sol. 
 
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.  “Sin embargo, los agujeros negros supermasivos pasan la mayor parte del tiempo sin devorar nada, por lo que están inactivos. Los eventos de disrupción por mareas, como el que hemos detectado, nos ofrecen una oportunidad única para estudiar la vecindad de estos poderosos objetos”, explica Pérez-Torres. 
 
“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. Nuestro hallazgo podría ser la punta del iceberg, y muestra que si buscamos en infrarrojo o en radio podremos descubrir muchos más y aprender de ellos", concluye Mattila.  
 
Los astrónomos creen 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.
 
 
 
Referencia:
Mattila, Perez-Torres et al. 2018, Science, in press. Title: A dust-enshrouded tidal disruption event with a resolved radio jet in a galaxy merger
 
 
Imagen:
Recreación artística de lo sucedido. La estrella se acerca demasiado. La mitad de la estrella es expulsada del sistema, y la otra mitad es arrastrada hacia el agujero negro, que responde eyectando ese material en forma de chorro. Créditos: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF.
 
 
Material multimedia: