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Representación artística de un agujero negro supermasivo expulsando un chorro de "sobras" mientras devora una estrella. (Crédito de la imagen: Carl Knox - OzGrav, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Swinburne University of Technology) A principios de este año, el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) fue alertado después de que un telescopio de sondeo detectara una fuente inusual de luz visible. El VLT, junto con otros telescopios, fue rápidamente reposicionado hacia la fuente: un agujero negro supermasivo en una galaxia lejana que había devorado una estrella, expulsando las sobras en un chorro. El VLT determinó que se trata del ejemplo más lejano de un evento de este tipo que se haya observado jamás. Dado que el chorro apunta casi hacia nosotros, también es la primera vez que se descubre con luz visible, lo que proporciona una nueva forma de detectar estos eventos extremos.
Las estrellas que se acercan demasiado a un agujero negro son destrozadas por las increíbles fuerzas de marea del agujero negro en lo que se conoce como evento de disrupción de marea (TDE). Aproximadamente el 1% de ellos provocan la expulsión de chorros de plasma y radiación desde los polos del agujero negro en rotación. En 1971, el pionero de los agujeros negros John Wheeler introdujo el concepto de los TDEs de chorro como "un tubo de pasta de dientes agarrado fuertemente por su parte central", lo que hace que el sistema "eche chorros de materia por ambos extremos".
"Sólo hemos visto un puñado de estas TDEs en chorro y siguen siendo eventos muy exóticos y poco conocidos", afirma Nial Tanvir, de la Universidad de Leicester (Reino Unido), que dirigió las observaciones para determinar la distancia del objeto con el VLT. Por ello, los astrónomos están constantemente a la caza de estos eventos extremos para entender cómo se crean realmente los chorros y por qué una fracción tan pequeña de TDEs los produce.
Como parte de esta búsqueda, muchos telescopios, incluyendo el Zwicky Transient Facility (ZTF) en los Estados Unidos, examinan repetidamente el cielo en busca de señales de eventos de corta duración, a menudo extremos, que luego podrían ser estudiados con mucho más detalle por telescopios como el VLT de ESO en Chile. "Desarrollamos una línea de datos de código abierto para almacenar y extraer información importante del sondeo ZTF y alertarnos sobre eventos atípicos en tiempo real", explica Igor Andreoni, astrónomo de la Universidad de Maryland (EE.UU.), que ha codirigido el artículo publicado hoy en Nature junto con Michael Coughlin, de la Universidad de Minnesota.
En febrero de este año, el ZTF detectó una nueva fuente de luz visible. El evento, denominado AT2022cmc, recordaba a una explosión de rayos gamma, la fuente de luz más potente del Universo. La posibilidad de presenciar este raro fenómeno llevó a los astrónomos a activar varios telescopios de todo el mundo para observar la misteriosa fuente con más detalle. Entre ellos, el VLT de ESO, que observó rápidamente este nuevo evento con el instrumento X-shooter. Los datos del VLT situaron la fuente a una distancia sin precedentes para estos eventos: la luz producida por AT2022cmc comenzó su viaje cuando el universo tenía aproximadamente un tercio de su edad actual.
21 telescopios de todo el mundo recogieron una gran variedad de luz, desde rayos gamma de alta energía hasta ondas de radio. El equipo comparó estos datos con diferentes tipos de eventos conocidos, desde estrellas en colapso hasta kilonovas. Pero el único escenario que coincidía con los datos era un raro jetted-TDE que apuntaba hacia nosotros. Giorgos Leloudas, astrónomo de la DTU Space en Dinamarca y coautor de este estudio, explica que "como el chorro relativista apunta hacia nosotros, hace que el evento sea mucho más brillante de lo que parecería de otro modo, y visible en una franja más amplia del espectro electromagnético".
La medición de la distancia realizada por el VLT determinó que AT2022cmc es la TDE más distante que se ha descubierto hasta ahora, pero éste no es el único aspecto que rompe el récord de este objeto. "Hasta ahora, el pequeño número de TDEs en chorro que se conocen se detectaron inicialmente utilizando telescopios de rayos gamma y de rayos X de alta energía, pero éste fue el primer descubrimiento de uno durante un estudio óptico", afirma Daniel Perley, astrónomo de la Universidad John Moores de Liverpool (Reino Unido) y coautor del estudio. Esto demuestra una nueva forma de detectar los TDE en chorro, lo que permite seguir estudiando estos raros acontecimientos y sondear los entornos extremos que rodean a los agujeros negros".
Fuentes, creditos y referencias:
Igor Andreoni, A very luminous jet from the disruption of a star by a massive black hole, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05465-8. www.nature.com/articles/s41586-022-05465-8
Fuente: ESO