Los científicos del Instituto Nacional del Espacio (DTU) de Dinamarca ayudan a detectar un raro fenómeno de agujero negro

Copenhague, Dinamarca, Europa.- Un avistamiento exitoso y muy raro de un chorro luminoso arrojado por un agujero negro gigantesco puede ayudarnos a comprender mejor la naturaleza de estos objetos extremos.

Se supone que todas las galaxias conocidas giran alrededor de un gigantesco agujero negro en su centro.

Estos llamados agujeros negros supermasivos, muchos millones de veces más pesados que nuestro sol, ocasionalmente interactúan violentamente con las estrellas que se acercan a ellos.

Es uno de los eventos más potentes del Universo cuando una estrella se acerca a un agujero negro supermasivo y se rompe mientras arroja un enorme chorro luminoso de materia al espacio antes de ser «comida» por el agujero negro.

Los astrónomos llaman a este fenómeno un ‘evento de interrupción de marea en chorro’ o TDE en chorro.

Estos son eventos raramente observados. Pero ahora un equipo internacional de científicos, dirigido por Igor Andreoni, astrónomo de la Universidad de Maryland y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, y con la participación de científicos de DTU Space, han observado y estudiado tal evento. Una descripción del evento, denominado «AT2022cmc», se publicó en la prestigiosa revista Nature.

«La última vez que los científicos descubrieron uno de estos chorros fue hace más de diez años. Y solo se han observado cuatro en total. Así que es un gran logro científico, y el resultado de una gran cooperación internacional, que ahora hayamos observado un nuevo TDE lanzado y podido describirlo con gran detalle», dice Giorgos Leloudas, autor colaborador del nuevo artículo en Nature y científico principal de DTU Space en la Universidad Técnica de Dinamarca.

Otro estudio de AT2022cmc se publicó simultáneamente en la revista Nature Astronomy, con el científico investigador Dheeraj Pasham del MIT en los EE. UU. como autor principal y Giorgos Leloudas y su grupo DTU Space como coautores.

Un giro rápido del agujero negro podría ser la razón del evento raramente observado.

Todavía es un misterio por qué algunos TDE lanzan aviones mientras que otros no parecen hacerlo. Según los científicos involucrados en el estudio, el agujero negro supermasivo en el evento AT2022cmc y los TDE lanzados de manera similar probablemente estén girando rápidamente para impulsar los chorros altamente luminosos.

«Sugerimos que un giro rápido del agujero negro puede ser un ingrediente necesario para el lanzamiento de este chorro, una idea que nos acerca a la comprensión de la física de los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias a miles de millones de años luz de distancia», explica Giorgos Leloudas.

Los datos de observación obtenidos por los científicos de DTU Space ayudaron a identificar dónde ocurrió el raro evento y explicarlo. El evento ocurrió en una galaxia a 8.500 millones de años luz de distancia. Entonces, la luz del evento ha viajado 8.500 millones de años a través del espacio para llegar a los telescopios que lo observan.

La teoría es que cada galaxia, incluida nuestra Vía Láctea, gira alrededor de un agujero negro supermasivo en su centro.

Cuando una estrella moribunda vuela demasiado cerca de un agujero negro supermasivo, suceden varias cosas que crean un evento de interrupción de las mareas: primero, la estrella es destrozada violentamente por las fuerzas de marea gravitacionales del agujero negro, un poco similar a cómo la Luna atrae las mareas en la Tierra. pero con mucha más fuerza. Luego, las piezas de la estrella se capturan en un disco que gira rápidamente y orbita el agujero negro.

Finalmente, el agujero negro consume lo que queda de la estrella condenada en el disco. En casos raros, como el que ahora se observa, parte de la materia de la estrella es arrojada al espacio:

«En algunos casos raros, el agujero negro supermasivo lanza estos ‘chorros relativistas’, haces de materia que viajan cerca de la velocidad de la luz, después de destruir una estrella», explica Igor Andreoni, líder del estudio y primer autor del artículo en Naturaleza. Él y su equipo descubrieron el evento AT2022cmc en febrero.

La interacción con estrellas cercanas revela agujeros negros

Se estima que los chorros relativistas se lanzan en solo el uno por ciento de estos eventos destructivos, según Michael Coughlin, profesor asistente de astronomía en la Universidad de Minnesota y codirector del proyecto.

«La única forma en que podemos detectar y explorar agujeros negros gigantes distantes es cuando se tragan una estrella. Luego se iluminan y podemos observar esta luz con telescopios. Entonces, estos descubrimientos nos ayudan a comprender mejor la naturaleza de los agujeros negros, no desde teorías sino por la observación de hechos reales», dice Giorgos Leloudas.

En otro artículo publicado en Nature Astronomy en septiembre de este año, Giorgos Leloudas y su equipo describen las propiedades de los TDE más ordinarios al estudiarlos por primera vez en luz polarizada.

«Observando la fracción de luz polarizada de los TDE, podemos aprender mucho sobre su naturaleza y geometría», dice Giorgos Leloudas, autor principal de este estudio.

«Es necesario comprender la física detallada de los TDE más comunes si deseamos explicar qué hace que AT2022cmc sea tan único».