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En esta ilustración, un disco de gas caliente gira alrededor de un
agujero negro. Parte del gas procede de una estrella que fue separada
por el agujero negro, formando la larga corriente de gas caliente de la
derecha, que alimenta el disco. Estos fenómenos se conocen formalmente
como perturbaciones de marea o TDE, por sus siglas en inglés. Desde la
destrucción de la estrella hasta la formación del disco pueden
transcurrir semanas o meses. El gas se calienta más cuanto más se acerca
al agujero negro, pero el material más caliente se encuentra por encima
del agujero negro. Este material más caliente es una nube de plasma
(átomos de gas sin electrones) conocida como corona. La mayoría de las
TDE que dan lugar a la formación de una corona también producen chorros
de material que salen al espacio alejándose del agujero negro por sus
polos. Una TDE llamada AT2021ehb es el primer ejemplo confirmado de
formación de una corona sin chorros en un evento de perturbación de
marea. La observación de AT2021ehb permite a los científicos estudiar la
formación de chorros y coronas por separado. Crédito:
NASA/JPL-Caltech
Una estrella que se acerca demasiado a un agujero negro masivo (HNM) puede
verse perturbada por las fuerzas de marea en un evento de perturbación de
marea (TDE, por sus siglas en inglés). Las primeras pruebas de la existencia
de estos eventos se obtuvieron en 1990-1991, cuando se detectaron llamaradas
de rayos X en el centro de galaxias en reposo.
Recientemente, varios telescopios de la NASA han observado cómo un enorme
agujero negro destrozaba una estrella desafortunada que se había acercado
demasiado. Se trata del quinto caso más cercano de agujero negro que destruye
una estrella, situado a unos 250 millones de años luz de la Tierra, en el
centro de otra galaxia.
Los astrónomos observaron un fuerte aumento de fotones de rayos X de alta
energía alrededor del agujero negro después de que la gravedad de éste
destrozara la estrella. Esto demostró que el material de la estrella creó una
corona, una estructura muy caliente sobre el agujero negro, al ser arrastrada
hacia su destrucción.
Este suceso, denominado AT2021ehb, tuvo lugar en una galaxia con un agujero
negro central de una masa 10 millones de veces superior a la de nuestro Sol.
Durante este TDE, la estrella se desgarró y quedó reducida a nada más que un
largo fideo de gas caliente porque el lado de la estrella más cercano al
agujero negro fue tironeado con más fuerza que el lado opuesto.
Debido a la proximidad del evento, el satélite NuSTAR (Nuclear Spectroscopic
Telescopic Array) de la NASA -el telescopio espacial más sensible capaz de
monitorizar estas longitudes de onda de luz- obtuvo una visión sin precedentes
del desarrollo y evolución de la corona.
En palabras de la NASA: "El trabajo demuestra cómo la destrucción de una
estrella por un agujero negro -un proceso formalmente conocido como evento de
disrupción de marea- podría utilizarse para comprender mejor qué le ocurre al
material capturado por uno de estos behemoths antes de ser devorado por
completo."
El evento fue detectado por primera vez el 1 de marzo de 2021 por la Zwicky
Transient Facility (ZTF), situada en el Observatorio Palomar, en el sur de
California. Posteriormente fue estudiado por el Observatorio Neil Gehrels
Swift de la NASA y el telescopio Neutron star Interior Composition Explorer
(NICER) (que observa longitudes de onda de rayos X más largas que Swift).
Unos 300 días después del primer descubrimiento, el telescopio NuSTAR de la
NASA comenzó a vigilar el sistema. Dado que las coronas suelen formarse con
chorros de gas que fluyen en direcciones opuestas desde un agujero negro, los
científicos se sorprendieron cuando NuSTAR identificó una corona: una nube de
plasma caliente, o átomos de gas con sus electrones despojados.
Los científicos señalaron: "Sin embargo, en el evento de marea AT2021ehb no
había chorros, por lo que la observación de la corona fue inesperada". Las
coronas emiten rayos X de mayor energía que cualquier otra parte de un agujero
negro, pero los científicos no saben de dónde procede el plasma ni exactamente
cómo se calienta tanto."
Yuhan Yao, estudiante de posgrado en el Caltech de Pasadena (California),
afirma: "Nunca habíamos visto una perturbación de marea con una emisión de
rayos X como ésta sin la presencia de un chorro, y eso es espectacular porque
significa que potencialmente podemos desentrañar qué causa los chorros y qué
causa las coronas. Nuestras observaciones de AT2021ehb concuerdan con la idea
de que los campos magnéticos tienen algo que ver con cómo se forma la corona,
y queremos saber qué causa que ese campo magnético sea tan fuerte".
Según los científicos, durante este tipo de eventos, la corriente de gas es
impulsada alrededor de un agujero negro y colisiona con él. Se cree que esto
produce ondas de choque y flujos de gas hacia el exterior que producen luz
visible, así como luz en longitudes de onda invisibles para el ojo humano,
como los rayos X y la luz ultravioleta.
A continuación, el material empieza a depositarse en un disco que gira
alrededor del agujero negro como el agua alrededor de un desagüe, y la
fricción genera rayos X de baja energía. En el caso de AT2021ehb, esta serie
de acontecimientos tuvo lugar en tan sólo 100 días.
Fuentes, créditos y referencias:
Fuente:
NASA JPL