Cuando un monstruo devora una estrella

Por primera vez, un grupo internacional de astrónomos ha captado la formación y la expansión de un chorro de material empujado por un agujero negro supermasivo, producto del desgarró de una estrella que se acercó demasiado al monstruo cósmico.Los científicos rastrearon el evento por más de diez años con telescopios que observan en una variedad de tipos de luz, desde radioondas hasta rayos X. El objeto, asociado con dos galaxias chocando, llamadas Arp 299, se encuentra a casi 150 millones de años luz de la Tierra. En el centro de una de las galaxias, un agujero negro 20 millones de veces más masivo que el Sol destrozó una estrella más del doble de la masa del Sol, desencadenando una serie de eventos que revelaron detalles importantes del encuentro.

Este tipo de colisiones sucede con cierta regularidad en galaxias donde el agujero negro supermasivo tiene a su disposición gas y estrellas para devorar. Debido a la fuerza de gravedad, los grumos de gas o las mismas estrellas se desgarran en los llamados eventos de disrupción de mareas, o TDE (Tidal Disruption Event en idioma Inglés).  Así, se forma un disco giratorio alrededor del agujero negro, que emite intensos rayos X y luz visible, pero también lanza chorros de material hacia afuera, desde los polos del disco, a casi la velocidad de la luz.

“Nunca antes hemos podido observar directamente la formación y la evolución de un jet de uno de estos eventos,”

dijo Miguel Pérez-Torres, del Instituto Astrofísico de Andalucía en Granada, España, y uno de los líderes del proyecto.

El conjunto de antenas VLBA fue uno de los instrumentos usados para detectar la emisión del agujero negro supermasivo. (NRAO)

El primer indicio llego el 30 de enero de 2005, cuando los astrónomos que usaban el Telescopio William Herschel, en las Islas Canarias, descubrieron una brillante ráfaga de emisión infrarroja proveniente del núcleo de una de las galaxias en Arp 299. El 17 de julio de ese año, el conjunto de antenas VLBA reveló una nueva fuente de emisión de radio desde el mismo lugar.

“Con el paso del tiempo, el nuevo objeto se mantuvo brillante en las longitudes de onda infrarroja y de radio, pero no en la luz visible y los rayos X.”

dijo Seppo Mattila, de la Universidad de Turku en Finlandia.

“La explicación más probable es que el grueso gas interestelar y el polvo cerca del centro de la galaxia absorbieron los rayos X y la luz visible, y luego lo re-irradiaron como infrarrojo.”

agregó. Los investigadores utilizaron entonces el Telescopio óptico nórdico en las Islas Canarias y el telescopio espacial Spitzer de la NASA para seguir la emisión infrarroja del objeto.

Las observaciones continuaron con el VLBA, la red europea VLBI (EVN) y otros radiotelescopios, por casi una década, mostraron que la fuente de emisión de radio se expande en una dirección, tal como se espera para los chorros o jets de este tipo. La expansión medida indicó que el material en el chorro se mueve en promedio a un cuarto de la velocidad de la luz. Afortunadamente, las ondas de radio no son absorbidas por el núcleo de la galaxia, sino que se abren paso a través de ellas para llegar a la Tierra.

Estas observaciones utilizaron múltiples antenas de radiotelescopio, separadas por miles de kilómetros, para obtener la resolución necesaria y ver detalles finos de la expansión de un objeto tan distante. La paciente recopilación de datos durante estos años recompensó a los científicos con la evidencia clara del jet astrofísico.

La mayoría de las galaxias tienen agujeros negros supermasivos con masas que pueden ir de miles a millones de veces la del Sol. En un agujero negro, la masa es tanta y está tan concentrada que su atracción gravitacional curva el espacio-tiempo cercano y no deja escapar ni la luz. Cuando esos agujeros negros supermasivos atraen gas, estrellas o cualquier objeto, forman un disco alrededor por el cual se alimentan y crean chorros llamados relativistas, debido que la velocidad se acerca a la de la luz. Estos jet o chorros se generan en los bordes de la ultima frontera desde la cual puede escapar material. Estos fenómenos so detectados y a veces vistos en las radio galaxias y los cuasáres.

El descubrimiento fue una sorpresa para los científicos. La intensa emisión infrarroja inicial se descubrió como parte de un proyecto que buscaba detectar explosiones de supernovas en pares de galaxias en colisión. De hecho, Arp 299 ha tenido numerosas explosiones de este tipo y es considerada incluso una “fábrica de supernovas”. La emisión encontrada por los astrónomos fue originalmente considerada como una supernova. Solo hasta 2011, seis años después del descubrimiento, la emisión ​​de radio comenzó a mostrar su expansión lineal. El monitoreo posterior mostró que la expansión crecía, lo que confirmó es un jet y no una supernova.

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