Detectan un voraz agujero negro que consume la masa equivalente a tres Tierras de una estrella cada vez que pasa por él

Daniel M Por Daniel M 9 minutos de lectura
Detectan un voraz agujero negro que consume la masa equivalente a tres Tierras de una estrella cada vez que pasa por él -Revista Interesante

Una estrella como nuestro Sol, situada en una galaxia cercana, está siendo devorada gradualmente por un pequeño pero voraz agujero negro, perdiendo la masa equivalente a tres Tierras cada vez que pasa cerca.

El descubrimiento, realizado por astrónomos de la Universidad de Leicester, se publica en Nature Astronomy y supone un «eslabón perdido» en nuestro conocimiento de los agujeros negros que perturban las estrellas en órbita. Sugiere la existencia de toda una colección de estrellas en proceso de ser consumidas que aún no han sido descubiertas.

El equipo ha contado con el apoyo de la Agencia Espacial Británica y del Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas del Reino Unido (STFC).

Los astrónomos fueron alertados por un brillante destello de rayos X que parecía proceder del centro de la galaxia cercana 2MASX J02301709+2836050, a unos 500 millones de años luz de la Vía Láctea. Bautizado como Swift J0230, fue detectado en el momento en que se produjo por primera vez gracias a una nueva herramienta desarrollada por los científicos para el Observatorio Swift Neil Gehrels. Rápidamente programaron más observaciones Swift de la misma, descubriendo que en lugar de decaer como se esperaba, brillaba intensamente durante 7-10 días y luego se apagaba bruscamente, repitiendo este proceso aproximadamente cada 25 días.

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Imagen óptica de la galaxia en la que se produjo el nuevo evento, tomada a partir de datos de archivo de PanSTARRS | foto Daniele B. Malesani / PanSTARRS

Se ha observado un comportamiento similar en lo que se denominan erupciones cuasiperiódicas y transitorios nucleares periódicos, en los que una estrella tiene material arrancado por un agujero negro a medida que su órbita la acerca, pero difieren en la frecuencia con la que entran en erupción y en si es en rayos X o en luz óptica donde predomina la explosión. La regularidad de las emisiones de Swift J0230 se sitúa entre ambas, lo que sugiere que constituye el «eslabón perdido» entre los dos tipos de erupción.

Utilizando como guía los modelos propuestos para estas dos clases de sucesos, los científicos concluyeron que el estallido de Swift J0230 representa una estrella de tamaño similar al de nuestro Sol en una órbita elíptica alrededor de un agujero negro de baja masa situado en el centro de su galaxia. A medida que la órbita de la estrella la acerca a la intensa atracción gravitatoria del agujero negro, material equivalente a la masa de tres Tierras es arrancado de la atmósfera de la estrella y calentado al caer en el agujero negro. El intenso calor, de unos 2 millones de grados centígrados, libera una enorme cantidad de rayos X que fueron captados por primera vez por el satélite Swift.

El Dr. Phil Evans, de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Leicester, es el autor principal del estudio: Es la primera vez que observamos cómo una estrella como nuestro Sol es triturada y consumida repetidamente por un agujero negro de baja masa. Las llamadas «perturbaciones de marea parciales repetidas» son en sí mismas un descubrimiento bastante nuevo y parecen dividirse en dos tipos: las que estallan cada pocas horas y las que lo hacen cada año más o menos. Este nuevo sistema se sitúa justo en el intervalo entre ambos, y cuando se hacen números, se comprueba que los tipos de objetos implicados también encajan perfectamente.

El Dr. Rob Eyles-Ferris, que trabaja con el Dr. Evans en el satélite Swift, completó recientemente su doctorado en Leicester, que incluía el estudio de estrellas perturbadas por agujeros negros. Explica: En la mayoría de los sistemas que hemos visto en el pasado, la estrella queda completamente destruida. Swift J0230 es una excitante adición a la clase de estrellas parcialmente perturbadas, ya que nos muestra que las dos clases de estos objetos ya encontradas están realmente conectadas, con nuestro nuevo sistema dándonos el eslabón perdido.

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Ahora no se ve, ¡ahora sí! Imágenes de rayos X del mismo punto del cielo antes (izquierda) y después (derecha) de la erupción de Swift J0230. Estas imágenes fueron tomadas con el telescopio de rayos X a bordo del satélite Swift | foto Phil Evans (Universidad de Leicester) / NASA Swift

El Dr. Kim Page de la Universidad de Leicester, que trabajó en el análisis de datos para el estudio, dijo: Dado que encontramos Swift J0230 a los pocos meses de habilitar nuestra nueva herramienta de búsqueda de transitorios, esperamos que haya muchos más objetos como éste ahí fuera, esperando a ser descubiertos.

El Dr. Chris Nixon es un astrofísico teórico que recientemente se trasladó de la Universidad de Leicester a la Universidad de Leeds. Ha dirigido la interpretación teórica de este fenómeno. Su investigación está financiada por el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas del Reino Unido y el Leverhulme Trust.

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Según sus cálculos, el agujero negro tiene entre 10.000 y 100.000 veces la masa de nuestro Sol, lo que resulta bastante pequeño para los agujeros negros supermasivos que suelen encontrarse en el centro de las galaxias. Se cree que el agujero negro del centro de nuestra galaxia tiene 4 millones de masas solares, mientras que la mayoría se sitúan en torno a los 100 millones de masas solares.

Se trata del primer descubrimiento realizado con el nuevo detector de transitorios del satélite Swift, desarrollado por el equipo de la Universidad de Leicester y que funciona con sus ordenadores. Cuando se produce un acontecimiento extremo que provoca un estallido de rayos X en una región del cielo donde antes no había rayos X, los astrónomos lo denominan transitorio astronómico de rayos X. A pesar de los fenómenos extremos que anuncian, no son fáciles de detectar, o al menos no rápidamente, por lo que se ha desarrollado esta nueva herramienta para buscar nuevos tipos de transitorios en tiempo real.

El Dr. Evans añade: Este tipo de objeto era esencialmente indetectable hasta que construimos esta nueva instalación, y poco después encontró este fenómeno completamente nuevo, nunca antes visto. Swift tiene casi 20 años y, de repente, encuentra fenómenos totalmente nuevos que no sabíamos que existían. Creo que esto demuestra que cada vez que se encuentra una nueva forma de observar el espacio, se aprende algo nuevo y se descubre que hay algo ahí fuera de lo que antes no se tenía ni idea.

La Dra. Caroline Harper, Directora de Ciencia Espacial de la Agencia Espacial del Reino Unido, declaró: Se trata de otro descubrimiento apasionante de la misión Swift, líder mundial: un agujero negro de baja masa que «muerde» a una estrella similar al Sol cada vez que orbita lo suficientemente cerca.

La Agencia Espacial Británica lleva muchos años colaborando con la NASA en esta misión; el Reino Unido lideró el desarrollo del hardware de dos de los instrumentos científicos clave y financió el Centro de Datos Científicos de Swift, al que seguimos prestando apoyo. Esperamos que en el futuro Swift nos aporte aún más información sobre los estallidos de rayos gamma en el cosmos y los fenómenos masivos que los provocan.

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Por Daniel M Redactor jefe
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