Predicho originalmente por Teoría de la relatividad general de Einsteinlos agujeros negros son el objeto más extremo del Universo conocido.
Estos objetos se forman cuando las estrellas llegan al final de su ciclo de vida, se desprenden de sus capas externas y son tan poderosos gravitacionalmente que nada (ni siquiera la luz) puede escapar de sus superficies.
También son interesantes porque permiten a los astrónomos observar las leyes de la física en las condiciones más extremas. Periódicamente, estos gigantes gravitacionales devorarán estrellas y otros objetos en su vecindad, liberando enormes cantidades de luz y radiación.
En octubre de 2018, los astrónomos presenciaron uno de esos eventos al observar un agujero negro en una galaxia ubicada a 665 millones de años luz de la Tierra.
Si bien los astrónomos han sido testigos de eventos como este antes, otro equipo del Centro Harvard y Smithsonian de Astrofísica notaron algo sin precedentes cuando examinaron el mismo agujero negro tres años después.
Como explicaron en un estudio reciente, el agujero negro brillaba muy intensamente porque estaba expulsando (o “eructando”) el material sobrante de la estrella a la mitad de la velocidad de la luz. Sus hallazgos podrían proporcionar nuevas pistas sobre cómo los agujeros negros se alimentan y crecen con el tiempo.
El equipo estaba dirigido por yvette cendesinvestigador asociado del CfA, al que se unió un equipo internacional de investigadores del Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO), el Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica (CIERA), the Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI), el Laboratorio de Astrofísica de Columbiala Centro de Astrofísica Computacional del Instituto FlatironUC Berkeley, Universidad de Radboud (Países Bajos) y Universidad de York en Toronto.
El artículo que describe sus hallazgos apareció recientemente en el Diario astrofísico.
Como declararon en su artículo, el equipo observó el estallido mientras revisaba los datos sobre eventos de interrupción de mareas (TDE) que tuvieron lugar en los últimos años.
Estos ocurren cuando las estrellas pasan demasiado cerca de los agujeros negros y se separan durante múltiples pases, un proceso conocido como “espaguetificación” debido a cómo las estrellas se rompen en hebras.
En 2018, los astrónomos de la Universidad Estatal de Ohio observaron el TDE en cuestión (denominado AT2018hyz) como parte del Encuesta automatizada de todo el cielo para supernovas (ASAS-SN).
Poco después, un equipo internacional examinó AT2018hyz en las longitudes de onda visible y ultravioleta utilizando el Encuesta automatizada de todo el cielo para supernovasla Observatorio Fred Lawrence Whippley el Telescopio óptico ultravioleta (UVOT) en el Observatorio Neil Gehrels Swift.
Este equipo estaba dirigido por Sebastian Gomez, becario postdoctoral en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial y coautor del nuevo artículo. Según explicó, el TDE era “ordinario” en ese momento.
En junio de 2021, Cendes y sus colegas lo examinaron nuevamente utilizando datos de radio del Very Large Array (VLA) en Nuevo México. Para su sorpresa, notaron que el agujero negro se había reanimado misteriosamente. Como explicó Cendes en un CfA presione soltar:
“Esto nos tomó completamente por sorpresa, nadie había visto algo así antes.
Solicitamos el tiempo discrecional del director en múltiples telescopios, que es cuando encuentras algo tan inesperado que no puedes esperar al ciclo normal de propuestas de telescopios para observarlo. Todas las solicitudes fueron aceptadas inmediatamente”.
Luego, el equipo realizó observaciones de seguimiento de AT2018hyz con múltiples telescopios y en múltiples longitudes de onda. Esto incluyó observaciones de radio realizadas con el VLA, el Atacama Large Millimeter-submillimeter Array Observatorio (ALMA) en Chile, el Suricata en Sudáfrica, y el Conjunto compacto del telescopio australiano en Australia.
Estos se combinaron con datos de rayos X y rayos Gamma obtenidos por el Observatorio de rayos X Chandra y el Observatorio Neil Gehrels Swift (respectivamente).
De acuerdo a Edo Bergerprofesor de astronomía en la Universidad de Harvard y CfA y coautor del nuevo estudio, las observaciones de radio del TDE resultaron ser las más sorprendentes:
“Hemos estado estudiando los TDE con radiotelescopios durante más de una década y, a veces, descubrimos que brillan en las ondas de radio mientras arrojan material mientras el agujero negro consume la estrella por primera vez.
Pero en AT2018hyz hubo silencio de radio durante los primeros tres años, y ahora se iluminó dramáticamente para convertirse en uno de los TDE más radioluminosos jamás observados”.
El equipo concluyó que esto se debió a que el agujero negro expulsó material residual de la estrella a velocidades relativistas (una fracción de la velocidad de la luz).
Esta es la primera vez que los astrónomos observan un fenómeno de este tipo, y el equipo no está seguro de por qué el flujo de salida se retrasó varios años.
Los TDE son bien conocidos por emitir luz cuando ocurren, ya que el material espaguetizado de la estrella se alarga alrededor del agujero negro y se calienta, creando un destello que los astrónomos pueden ver a millones de años luz de distancia.
En algunos casos, el material espaguetizado será devuelto al espacio, lo que los astrónomos comparan con los agujeros negros como “comedores desordenados”. Sin embargo, las emisiones de salida normalmente se desarrollan rápidamente después de que ocurre un TDE y no años más tarde.
En resumen, dijo Cendes, es como si este agujero negro comenzara a eructar abruptamente un montón de material estelar que se comió hace años.
Además, estos “eructos” eran extremadamente energéticos, con material expulsado que alcanzaba velocidades de hasta el 50 por ciento de la velocidad de la luz, unas cinco veces lo que los astrónomos han observado con otros TDE. Berger dijo:
“Esta es la primera vez que presenciamos un retraso tan largo entre la alimentación y el flujo de salida. El siguiente paso es explorar si esto realmente sucede con más regularidad y simplemente no hemos estado observando los TDE lo suficientemente tarde en su evolución”.
Estos resultados, junto con las observaciones de eventos similares, ayudarán a los astrónomos a comprender mejor el comportamiento de alimentación de los agujeros negros. Esto, a su vez, podría dar una idea de cómo crecen y evolucionan con el tiempo y su papel en la evolución galáctica.
Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el artículo original.