Los astrónomos captan el grito final de una estrella que es devorada por un agujero negro

Ilustración artística de un agujero negro que desgarra a una estrella. (Crédito de la imagen: ESO/M. Kornmesser).

Sabemos que el universo extrañamente fascinante, con escenarios violentos que marcan el nacimiento de algunas estrellas y el final de otras. También sabemos que los agujeros negros devoran todo lo que se acerca demasiado, incluso estrellas.

Dos equipos distintos de científicos determinaron que un misterioso destello que apareció en el cielo en febrero de 2022, bautizado como AT2022cmc, era el chorro astrofísico que brotó del enorme agujero negro cuando la estrella fue engullida hasta desaparecer tras el horizonte de sucesos. Los astrónomos dirigidos por Igor Andreoni, asociado postdoctoral en el Departamento de Astronomía de la UMD y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, realizaron un seguimiento de AT2022cmc y lo observaron con múltiples instalaciones en múltiples longitudes de onda.

AT2022cmc es un caso peculiar de lo que los científicos conocen como evento de disrupción de marea o TDE, por sus siglas en inglés. Los TDE se producen cuando una estrella que se aproxima a un agujero negro es violentamente desgarrada por las fuerzas gravitatorias de marea. Aquí es cuando los trozos de la estrella son capturados en un disco que gira rápidamente en torno al agujero negro. Todo lo que queda en este disco al final es tragado por el agujero negro.

Este es un caso extremadamente raro, ya que en AT2022cmc, el agujero negro supermasivo lanza «chorros relativistas» (se llama así a los rayos de materia que viajan a una velocidad cercana a la de la luz) tras destruir una estrella.

«La última vez que los científicos descubrieron uno de estos chorros fue hace más de una década», explica Michael Coughlin, profesor adjunto de Astronomía en la Universidad de Minnesota Twin Cities y codirector del artículo. «A partir de los datos que tenemos, podemos estimar que los chorros relativistas se lanzan en sólo el 1% de estos eventos destructivos, lo que hace que AT2022cmc sea un suceso extremadamente raro». De hecho, el destello luminoso del suceso es uno de los más brillantes jamás observados».

Los investigadores utilizaron un novedoso método de análisis de datos, que es equivalente a buscar en un millón de páginas de información cada noche. Este permitió a Andreoni y sus colegas realizar un rápido análisis de los datos de ZTF e identificar la TDE de AT2022cmc con chorros relativistas. Posteriormente se iniciaron observaciones de seguimiento que revelaron un evento excepcionalmente brillante en todo el espectro electromagnético, desde los rayos X hasta los milimétricos y la radio.

Usando el Very Large Telescope de la ESO se logró determinar que AT2022cmc se encontraba a una distancia cosmológica de 8.500 millones de años luz. Sucedió hace 8.500 millones de años, pero la información nos acaba de llegar. Los investigadores aseguran que las imágenes ópticas/infrarrojas del Telescopio Espacial Hubble y las observaciones de radio del Very Large Array muestran la ubicación de AT2022cmc con extrema precisión.

Hasta ahora sigue siendo un misterio el por qué algunas TDE lanzan chorros y otras no. Gracias a estas recientes observaciones los astrónomos sospechan que la respuesta podría estar en el giro rápido del agujero negro que se alimenta; probablemente giran con rapidez para impulsar los chorros extremadamente luminosos.

El planteamiento supone que un giro rápido del agujero negro puede ser un ingrediente necesario para el lanzamiento de los chorros. De momento es una idea, pero acerca a los investigadores a la comprensión de la física de los agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias a miles de millones de años luz de distancia. Los agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de cada galaxia son uno de los misterios más grandes de la astrofísica actual, así que este nuevo estudio esto cuenta como una joya al conocimiento.

Los hallazgos aparecen en Nature y Nature Astronomy.

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