Un agujero negro sigue devorando una estrella del tamaño de nuestro sol

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Imagen óptica de la galaxia en la que se produjo el nuevo evento, tomada a partir de datos de archivo de PanSTARRS. El objeto de rayos X se situó en algún lugar dentro del círculo blanco, que tiene aproximadamente el tamaño que tendría la cabeza de un alfiler a 100 m de distancia. También se muestra la posición de una supernova de hace 2 años. Crédito: Daniele B. Malesani / PanSTARRS
Imagen óptica de la galaxia en la que se produjo el nuevo evento, tomada a partir de datos de archivo de PanSTARRS. El objeto de rayos X se situó en algún lugar dentro del círculo blanco, que tiene aproximadamente el tamaño que tendría la cabeza de un alfiler a 100 m de distancia. También se muestra la posición de una supernova de hace 2 años. Crédito: Daniele B. Malesani / PanSTARRS

El Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA, lanzado el 20 de noviembre de 2004, sigue investigando los estallidos de rayos gamma, las explosiones más potentes del cosmos, y otros fenómenos de alta energía.

Gracias a Swift, los científicos han descubierto un agujero negro en una galaxia lejana que mordisquea repetidamente una estrella similar al Sol. El descubrimiento del objeto abre una nueva era en la ciencia Swift gracias a una técnica de vanguardia para procesar los datos del telescopio de rayos X (XRT) del satélite.

Este agujero negro hambriento recién descubierto recibe el nombre de Swift J023017.0+283603 (o Swift J0230 para abreviar).

Las fuerzas gravitatorias producen poderosas mareas que desgarran una estrella en un chorro de gas cuando una estrella se acerca demasiado a un enorme agujero negro. Mientras el borde de salida abandona el sistema, el de entrada gira alrededor del agujero negro. Estos sucesos se conocen como eventos de perturbación de marea. Los astrónomos los ven como llamaradas de luz de múltiples longitudes de onda producidas cuando los escombros golpean un disco de material que ya orbita alrededor del agujero negro.

Recientemente, los astrónomos han estudiado variaciones de este fenómeno, a las que denominan perturbaciones de marea parciales o recurrentes.

Cada vez que se produce uno de estos sucesos, una estrella en órbita se acerca a un agujero negro y se abomba hacia el exterior, perdiendo material mientras sigue existiendo. El proceso se repite hasta que la estrella pierde demasiado gas y finalmente se divide.

El XRT detectó Swift J0230 por primera vez el 22 de junio de 2022. Se encendió en la constelación septentrional de Triangulum, a 500 millones de años luz. De media, el XRT de Swift observó nueve erupciones posteriores en el mismo lugar cada varias semanas.

Swift J0230, según Evans y su equipo, es una perturbación de marea recurrente de una estrella similar al Sol que orbita un agujero negro con una masa de más de 200.000 veces la del Sol. En cada visita, la estrella, según sus estimaciones, desprende unas tres masas terrestres de material. Con la ayuda de este sistema, los científicos pudieron calcular cómo las interacciones entre diversos tipos de estrellas y masas de agujeros negros afectan a lo que observamos. También sirve de enlace entre otras formas de presuntas perturbaciones recurrentes.

Ahora no se ve, ¡ahora sí! Imágenes de rayos X del mismo punto del cielo antes (izquierda) y después (derecha) de la erupción de Swift J0230. Estas imágenes fueron tomadas con el telescopio de rayos X a bordo del satélite Swift. Crédito: Phil Evans (Universidad de Leicester) / NASA Swift
Ahora no se ve, ¡ahora sí! Imágenes de rayos X del mismo punto del cielo antes (izquierda) y después (derecha) de la erupción de Swift J0230. Estas imágenes fueron tomadas con el telescopio de rayos X a bordo del satélite Swift. Crédito: Phil Evans (Universidad de Leicester) / NASA Swift

Alice Breeveld, investigadora del Mullard Space Science Laboratory (MSSL) del University College de Londres, declaró: "Buscamos y buscamos el brillo del evento en los datos recogidos por el telescopio ultravioleta/óptico Swift. Pero no había ninguna señal del mismo. La variabilidad de la galaxia se producía enteramente en rayos X. Eso ayudó a descartar otras posibles causas".

El Detector de Transitorios de Rayos X Swift, una novedosa herramienta automatizada de búsqueda de observaciones XRT creada por Evans, hizo posible encontrar Swift J0230.

El programa compara los datos con imágenes XRT anteriores del mismo lugar después de que el instrumento haya observado una parte del cielo. Se envía una notificación a los científicos si esa región del cielo de rayos X se ha alterado. Evans y sus colaboradores podrían organizar rápidamente nuevas observaciones de Swift J0230.

Las explosiones más potentes del universo, los estallidos de rayos gamma, fueron el centro de las primeras investigaciones de Swift. Pero desde el debut del satélite, los científicos han comprobado lo bien que puede examinar una amplia gama de objetos celestes, incluidos cometas y perturbaciones de marea.

S. Bradley Cenko, investigador principal de la misión en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt (Maryland), declaró: "Swift J0230 se descubrió sólo unos dos meses después de que Phil lanzara su programa. Es un buen presagio para la capacidad del detector de identificar otros sucesos transitorios y para el futuro de Swift explorando nuevos espacios de la ciencia."

Fuentes, créditos y referencias:

NASA - Phil Evans et al, Monthly quasi-periodic eruptions from repeated stellar disruption by a massive black hole, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-02073-y. www.nature.com/articles/s41550-023-02073-y

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