El Hubble descubre un agujero negro hambriento triturando a una estrella

La masa de un agujero negro es tan grande que su gravedad es lo suficientemente fuerte como para atraer y absorber cualquier cuerpo cercano, incluyendo estrellas. Cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro, su gravedad la absorbe y la devora. Esto se conoce como un evento de devoración de estrellas. Estos eventos son extremadamente raros y el Hubble ha estado al acecho.

Los agujeros negros son recolectores, no cazadores. Yacen al acecho hasta que pasa una estrella desventurada. Cuando la estrella se acerca lo suficiente, el agarre gravitatorio del agujero negro lo destroza violentamente y devora descuidadamente sus gases mientras expulsa una intensa radiación.

Utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, los astrónomos han registrado en detalle los momentos finales de una estrella cuando es engullida por un agujero negro.

Estos se denominan «eventos de interrupción de las mareas». Pero la redacción desmiente la violencia compleja y cruda de un encuentro con un agujero negro. Existe un equilibrio entre la gravedad del agujero negro que atrae la materia estelar y la radiación que la expulsa. En otras palabras, los agujeros negros son comedores desordenados. Los astrónomos están utilizando el Hubble para descubrir los detalles de lo que sucede cuando una estrella descarriada se sumerge en el abismo gravitacional.

Hubble no puede fotografiar de cerca el caos del evento de marea AT2022dsb, ya que la estrella masticada está a casi 300 millones de años luz de distancia en el centro de la galaxia ESO 583-G004. Pero los astrónomos utilizaron la poderosa sensibilidad ultravioleta del Hubble para estudiar la luz de la estrella triturada, que incluye hidrógeno, carbono y más. La espectroscopia proporciona pistas forenses sobre el homicidio del agujero negro.

Esta secuencia de ilustraciones de artistas muestra cómo un agujero negro puede devorar una estrella que pasa por alto. 1. Una estrella normal pasa cerca de un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia. 2. Los gases exteriores de la estrella son atraídos hacia el campo gravitatorio del agujero negro. 3. La estrella se tritura cuando las fuerzas de las mareas la separan. 4. Los remanentes estelares son atraídos hacia un anillo en forma de rosquilla alrededor del agujero negro y eventualmente caerán en el agujero negro, liberando una enorme cantidad de luz y radiación de alta energía.

Créditos: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Los astrónomos han detectado alrededor de 100 eventos de interrupción de las mareas alrededor de los agujeros negros utilizando varios telescopios. La NASA informó recientemente que varios de sus observatorios espaciales de alta energía detectaron otro evento de interrupción de mareas de agujeros negros el 1 de marzo de 2021, y sucedió en otra galaxia. A diferencia de las observaciones del Hubble, los datos se recolectaron en luz de rayos X de una corona extremadamente caliente alrededor del agujero negro que se formó después de que la estrella ya se desgarró.

Sin embargo, todavía hay muy pocos eventos de mareas que se observan en luz ultravioleta dado el tiempo de observación. Esto es realmente desafortunado porque hay mucha información que se puede obtener de los espectros ultravioleta, dijo Emily Engelthaler del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA) en Cambridge, Massachusetts

Solo unas pocas veces cada 100,000 años

Para cualquier galaxia dada con un agujero negro supermasivo inactivo en el centro, se estima que la trituración estelar ocurre solo unas pocas veces cada 100,000 años.

Este evento de refrigerio estelar AT2022dsb fue captado por primera vez el 1 de marzo de 2022 por All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN o «Assassin»), una red de telescopios terrestres que examina el cielo extragaláctico aproximadamente una vez por semana en busca de violencia. , eventos variables y transitorios que están dando forma a nuestro universo. Esta colisión energética estuvo lo suficientemente cerca de la Tierra y lo suficientemente brillante como para que los astrónomos del Hubble hicieran espectroscopía ultravioleta durante un período de tiempo más largo de lo normal.

«Por lo general, estos eventos son difíciles de observar. Tal vez obtenga algunas observaciones al comienzo de la interrupción cuando es realmente brillante. Nuestro programa es diferente en el sentido de que está diseñado para observar algunos eventos de mareas durante un año para ver qué sucede «, dijo Peter Maksym de la CfA. «Vimos esto lo suficientemente temprano como para poder observarlo en estas etapas de acreción de agujeros negros muy intensas. Vimos que la tasa de acreción caía a medida que se convertía en un goteo con el tiempo».

Los datos espectroscópicos del Hubble se interpretan como provenientes de un área de gas muy brillante, caliente y con forma de rosquilla que alguna vez fue la estrella. Esta área, conocida como toro, es del tamaño del sistema solar y gira alrededor de un agujero negro en el medio.