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| Crédito: X-ray: NASA/CXC/Queen's Univ. Belfast/M. Nicholl et al.; Óptico/IR: PanSTARRS, NSF/Legacy Survey/SDSS; Ilustración: Soheb Mandhai / The Astro Phoenix; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N. |
Un enorme agujero negro ha desgarrado una estrella y ahora utiliza esos restos estelares para atizar a otra estrella o a un agujero negro más pequeño que solía estar al descubierto.
Este descubrimiento, realizado con el observatorio de rayos X Chandra de la NASA, el telescopio espacial Hubble, NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer), el observatorio Neil Gehrels Swift y otros telescopios, ayuda a los astrónomos a vincular dos misterios en los que antes sólo había indicios de conexión. El estudio se publica en la revista Nature.
En 2019, los astrónomos fueron testigos de la señal de una estrella que se acercó demasiado a un agujero negro y fue destruida por las fuerzas gravitatorias de este. Una vez destrozados, los restos de la estrella forman un disco que da vueltas alrededor del agujero negro, como una especie de cementerio estelar.
Sin embargo, al cabo de unos años, este disco se ha expandido hacia el exterior y ahora se encuentra directamente en la trayectoria de otra estrella, o posiblemente de un agujero negro de masa estelar, que orbita alrededor del agujero negro masivo a una distancia que antes era segura. Esta estrella en órbita choca ahora repetidamente contra el disco de escombros, aproximadamente una vez cada 48 horas, mientras gira en círculos. Cuando lo hace, la colisión provoca ráfagas de rayos X que los astrónomos captaron con Chandra.
Los científicos han documentado muchos casos en los que un objeto se acerca demasiado a un agujero negro y se desgarra en un único estallido de luz. Los astrónomos los llaman «eventos de disrupción de marea».
En los últimos años, los astrónomos también han descubierto una nueva clase de destellos brillantes procedentes de los centros de las galaxias, que sólo se detectan en rayos X y se repiten muchas veces. Estos sucesos también están relacionados con agujeros negros supermasivos, pero los astrónomos no pudieron explicar qué causaba los estallidos semirregulares de rayos X. Las bautizaron como «erupciones cuasi periódicas».
«Se había especulado febrilmente con la posibilidad de que estos fenómenos estuvieran conectados, y ahora hemos descubierto la prueba de que lo están», afirma el coautor Dheeraj Pasham, del Instituto Tecnológico de Massachusetts. «Es como conseguir un dos por uno cósmico en términos de resolución de misterios».
Este evento de disrupción de marea ahora conocido como AT2019qiz fue descubierto por primera vez por un telescopio óptico de campo amplio en el Observatorio Palomar, llamado Zwicky Transient Facility, en 2019. En 2023, los astrónomos utilizaron tanto el Chandra como el Hubble para estudiar los restos dejados tras el fin de la disrupción de marea.
Los datos de Chandra se obtuvieron durante tres observaciones diferentes, cada una separada por unas 4 o 5 horas. La exposición total de unas 14 horas de Chandra reveló sólo una señal débil en el primer y último trozo, pero una señal muy fuerte en la observación del medio.
A partir de ahí, Nicholl y sus colegas utilizaron NICER para observar con frecuencia AT2019qiz en busca de estallidos repetidos de rayos X. Los datos del NICER mostraron que AT2019qiz entra en erupción aproximadamente cada 48 horas. Las observaciones de Swift y del telescopio AstroSat de la India confirmaron el hallazgo.
Los datos ultravioletas del Hubble, obtenidos al mismo tiempo que las observaciones de Chandra, permitieron a los científicos determinar el tamaño del disco que rodea al agujero negro supermasivo. Descubrieron que el disco se había hecho lo suficientemente grande como para que si cualquier objeto orbitara alrededor del agujero negro con un periodo de una semana o menos, colisionaría con el disco y provocaría erupciones.
Este resultado tiene implicaciones para la búsqueda de más erupciones casi periódicas asociadas a perturbaciones de marea. El hallazgo de más de ellas permitiría a los astrónomos medir la prevalencia y las distancias de objetos en órbitas cercanas alrededor de agujeros negros supermasivos. Algunos de ellos podrían ser objetivos excelentes para los futuros observatorios de ondas gravitacionales previstos.
Las misiones de la NASA forman parte de una creciente red mundial de misiones con capacidades diferentes pero complementarias, atentas a cambios como éstos para resolver misterios sobre el funcionamiento del universo.