devora una estrella
Universe Today
Primer plano de la estrella cerca de un agujero negro supermasivo (impresión del artista). Crédito de la imagen: ESA / Hubble, ESO, M. Kornmesser
Por Matt Williams, para Universe Today Mayo 31 de 2018
En el centro de nuestra galaxia reside un Agujero Negro Supermasivo (SMBH) conocido como Sagittarius A. Con base en observaciones en curso, los astrónomos han determinado que este SMBH mide 44 millones de km (27.34 millones de millas) de diámetro y tiene una masa estimada de 4.31 millones de Soles Masas. En ocasiones, una estrella vagará demasiado cerca de Sag A y se desgarrará en un proceso violento conocido como un evento de interrupción de las mareas (TDE).
Estos eventos causan la liberación de brillantes bengalas de radiación, que permiten a los astrónomos saber que una estrella ha sido consumida. Desafortunadamente, durante décadas, los astrónomos no han podido distinguir estos eventos de otros fenómenos galácticos. Pero gracias a un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de astrofísicos, los astrónomos ahora tienen un modelo unificado que explica las observaciones recientes de estos eventos extremos.
El estudio, que apareció recientemente en Astrophysical Journal Letters bajo el título "Un modelo unificado para eventos de interrupción de mareas", fue dirigido por la Dra. Jane Lixin Dai, física del Centro de Cosmología Oscura del Instituto Niels Bohr. A ella se unieron miembros del Instituto Conjunto de Ciencia Espacial de la Universidad de Maryland y de la Universidad de California Santa Cruz (UCSC).
Ilustración del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Crédito de la imagen: NRAO / AUI / NSF
Como explicó en un comunicado de prensa de la UCSC, Enrico Ramírez Ruiz, profesor y presidente de Astronomía y Astrofísica de la UC Santa Cruz, profesor Niels Bohr en la Universidad de Copenhague y coautor del artículo.
"Solo en la última década más o menos hemos podido distinguir los TDE de otros fenómenos galácticos, y el nuevo modelo nos proporcionará el marco básico para comprender estos eventos raros".
En la mayoría de las galaxias, los SMBH no consumen ningún material de forma activa y, por lo tanto, no emiten ninguna luz, lo que los distingue de las galaxias que tienen Núcleos Galácticos Activos (AGN). Los eventos de interrupción de las mareas son, por lo tanto, poco frecuentes y ocurren una vez cada 10,000 años en una galaxia típica. Sin embargo, cuando una estrella se destroza, da como resultado la liberación de una cantidad intensa de radiación. Como explicó el Dr. Dai:
"Es interesante ver cómo los materiales se abren camino en el agujero negro en condiciones tan extremas. A medida que el agujero negro está comiendo el gas estelar, se emite una gran cantidad de radiación. La radiación es lo que podemos observar, y al usarla podemos entender la física y calcular las propiedades del agujero negro. Esto hace que sea extremadamente interesante ir a cazar eventos de interrupción de las mareas ".
La ilustración de las emisiones de un evento de interrupción de las mareas muestra en sección transversal lo que sucede cuando el material de una estrella perturbada es devorado por un agujero negro. Crédito de la imagen: Jane Lixin Dai
En los últimos años, se han detectado unas pocas docenas de candidatos para eventos de disrupción mareomotriz (TDE, por sus siglas en inglés) utilizando estudios transitorios ópticos y UV de campo amplio, así como telescopios de rayos X. Aunque se espera que la física sea la misma para todos los TDE, los astrónomos han notado que existen algunas clases distintas de TDE. Mientras que algunos emiten principalmente rayos X, otros emiten principalmente luz visible y ultravioleta.
Como resultado, los teóricos han luchado por comprender las diversas propiedades observadas y crear un modelo coherente que pueda explicarlas todas. Por el bien de su modelo, el Dr. Dai y sus colegas combinaron elementos de la relatividad general, los campos magnéticos, la radiación y la hidrodinámica del gas. El equipo también se basó en herramientas computacionales de última generación y algunos grupos de computadoras grandes recientemente adquiridos financiados por la Fundación Villum para Jens Hjorth (director del Centro de Cosmología DARK), la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Y la NASA.
Utilizando el modelo que resultó, el equipo concluyó que es el ángulo de visión del observador lo que explica las diferencias en la observación. Esencialmente, las diferentes galaxias están orientadas al azar con respecto a los observadores en la Tierra, que ven diferentes aspectos de los TDE dependiendo de su orientación. Como Ramirez-Ruiz explicó:
"Es como si hubiera un velo que cubre parte de una bestia. Desde algunos ángulos vemos una bestia expuesta, pero desde otros ángulos vemos una bestia cubierta. La bestia es la misma, pero nuestras percepciones son diferentes ".
Impresión artística del Telescopio de estudio sinóptico grande. Crédito de la imagen: lsst.org
En los próximos años, se espera que una serie de proyectos de encuestas planificadas proporcionen mucha más información sobre los TDE, lo que ayudará a ampliar el campo de investigación de este fenómeno. Estos incluyen la encuesta transitoria Young Supernova Experiment (YSE), que será dirigida por el Centro de Cosmología DARK en el Instituto Niels Bohr y la Universidad de California en Santa Cruz, y los Grandes Telescopios de Estudios Sinópticos (LSST) que se están construyendo en Chile.
Según el Dr. Dai, este nuevo modelo muestra lo que los astrónomos pueden esperar al ver los TDE desde diferentes ángulos y les permitirá encajar diferentes eventos en un marco coherente. "Observaremos cientos o miles de eventos de interrupción de mareas en unos pocos años", dijo. "Esto nos dará muchos 'laboratorios' para probar nuestro modelo y usarlo para comprender más acerca de los agujeros negros".
Esta mejor comprensión de cómo los agujeros negros ocasionalmente consumen estrellas también proporcionará pruebas adicionales para la relatividad general, la investigación de ondas gravitacionales y ayudará a los astrónomos a aprender más sobre la evolución de las galaxias.
Lectura adicional: UCSC, Astrophysical Journal Letters
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