Esta asombrosa simulación muestra cómo un agujero negro se da un festín con una estrella descarriada

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Los agujeros negros de masa intermedia, con masas comprendidas entre 100 y 100.000 masas solares, son el eslabón perdido entre los agujeros negros de masa estelar y los agujeros negros supermasivos. A pesar de los importantes esfuerzos teóricos y de observación, la existencia de agujeros negros de masa intermedia sigue siendo objeto de debate.

Los astrónomos saben que los agujeros negros pequeños -de entre 10 y 100 veces la masa del Sol- son los restos de estrellas moribundas, y que los agujeros negros supermasivos, de más de 1.000.000 de veces la masa del Sol, habitan en el centro de la mayoría de las galaxias.

Pero dispersos por el Universo hay unos cuantos agujeros negros aparentes de un tipo más misterioso.

Con masas que oscilan entre 100 y 10.000 veces la masa del Sol, estos agujeros negros de masa intermedia son tan difíciles de medir que a veces se cuestiona incluso su existencia.

"Si existen, es probable que los agujeros negros de masa intermedia devoren estrellas rebeldes como un niño pequeño desordenado, dándoles unos mordiscos y arrojando luego los restos por toda nuestra galaxia", explica Fulya Kıroğlu, primer autor del estudio y estudiante de posgrado en la Universidad Northwestern.

En nuevas simulaciones por ordenador en 3D, Kıroğlu y sus colegas modelaron agujeros negros de distintas masas y lanzaron estrellas del tamaño de nuestro Sol para ver qué podía ocurrir.

Cuando una estrella se aproxima a un agujero negro de masa intermedia, inicialmente queda atrapada en su órbita.

Después, el agujero negro comienza su larga y violenta comida.

Cada vez que la estrella da una vuelta, el agujero negro le da un mordisco, canibalizando aún más a la estrella con cada paso.

Una estrella (punto naranja brillante a la derecha) volando a través de la galaxia tras ser expulsada de un agujero negro de masa intermedia (pequeño anillo a la izquierda). Crédito: Fulya Kiroglu/Northwestern University
Una estrella (punto naranja brillante a la derecha) volando a través de la galaxia tras ser expulsada de un agujero negro de masa intermedia (pequeño anillo a la izquierda). Crédito: Fulya Kiroglu/Northwestern University

Al final, sólo queda el núcleo deforme e increíblemente denso de la estrella.

En ese momento, el agujero negro expulsa los restos. Los restos de la estrella vuelan hacia un lugar seguro a través de la Galaxia.

Estas nuevas simulaciones no sólo apuntan a los comportamientos desconocidos de los agujeros negros de masa intermedia, sino que también proporcionan a los astrónomos nuevas pistas para ayudar a localizar finalmente estos gigantes ocultos en nuestro cielo nocturno.

"Obviamente, no podemos observar los agujeros negros directamente porque no emiten luz", explica Kıroğlu.

"Así que, en su lugar, tenemos que observar las interacciones entre los agujeros negros y sus entornos".

"Descubrimos que las estrellas sufren múltiples pasajes antes de ser expulsadas", añadió.

"Después de cada paso, pierden más masa, provocando una llamarada de luz a medida que se desgarran".

"Cada llamarada es más brillante que la anterior, creando una firma que podría ayudar a los astrónomos a encontrarlas".

Fuentes, créditos y referencias:

Universidad de Northwestern - Fulya Kıroğlu et al. 2023. Tidal Disruption of Main-Sequence Stars by Intermediate-Mass Black Holes. ApJ, in press; arXiv: 2210.08002

Créditos a SciNews

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