Un agujero negro se come una estrella

El telescopio GALEX de la NASA descubre a un agujero negro en el momento mismo de tomar su almuerzo estelar

Es la primera vez que los astrónomos logran observar el proceso completo de un agujero negro “comiéndose” una estrella, desde el primer momento hasta los últimos mordiscos.



“Este tipo de acontecimiento es muy raro, de modo que fuimos muy afortunados al poder estudiar todo el proceso, de principio a fin”, dijo la Dra. Suvi Gezari del Instituto de Tecnología de California (Caltech), Pasadena, California. Gezari es la autora principal de un nuevo artículo que será publicado en el número del 10 de diciembre de 2006 de la revista Astrophysical Journal Letters.
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Esta concepción artística muestra una crónica de la estrella mientras es destrozada y engullida por la bestia cósmica. Primero, a la izquierda, vemos a la estrella intacta que se aventura demasiado cerca del agujero negro. En el centro, la gravedad interna de la estrella es superada por el tirón gravitatorio del agujero negro y comienza a estirarse, deformándose hasta disgregarse. Finalmente, a la derecha, vemos los mendrugos estelares, algunos de los cuales son arrastrados en espiral hacia las fauces del agujero negro. El material estelar se calienta e irradia luz en varias longitudes de onda, antes de desaparecer tras el horizonte de eventos. Parte de esa luz se encuentra en el ultravioleta, la que pudo ser registrada por los detectores del GALEX.

Quizás durante miles de años, el agujero negro descansó tranquilamente en el interior profundo de una galaxia elíptica sin nombre. Pero entonces, una estrella se aventuró demasiado cerca del dormido agujero negro y fue destrozada totalmente por la fuerza de su gravedad. Parte de la estrella disgregada se acercó girando en espiral alrededor del agujero negro, y luego se zambulló hacia él, disparando una llamarada ultravioleta que el Explorador de Evolución Galáctica (GALEX) pudo detectar.

Hoy en día, el telescopio espacial continúa observando periódicamente esta luz ultravioleta que se va desvaneciendo a medida que el agujero negro acaba con los últimos trozos de su comida estelar. En última instancia, estas observaciones proporcionarán una mejor comprensión de la forma en que los agujeros negros evolucionan dentro de sus galaxias anfitrionas.

“Esto nos ayudará grandemente a medir la masa de los agujeros negros en el universo, y a comprender la forma en que se alimentan y crecen dentro de sus galaxias anfitrionas a medida que evoluciona el universo”, dijo el Dr. Christopher Martin de Caltech, co-autor del artículo e investigador principal del GALEX.

A principios de la década de 1990, se sospechó que otros tres agujeros negros durmientes habían engullido estrellas, cuando el satélite germano-americano-británico Roentgen (ROSAT) capturó llamaradas de rayos-X de sus galaxias anfitrionas. Los astrónomos tuvieron que esperar más de una década hasta que el Observatorio de Rayos-X Chandra de la NASA y el observatorio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESO) confirmaran estos hallazgos, mostrando que los rayos-X de los agujeros negros habían disminuido enormemente, un signo de que algunas estrellas habían sido consumidas.
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Ahora, Gezari y sus colegas han observado, por primera vez, el desarrollo de un fanático festín similar a medida que se estaba procesando, a través de los ojos ultravioleta del GALEX. Utilizaron los detectores del telescopio para capturar una llamarada ultravioleta proveniente de una galaxia distante, y luego observaron como iba desvaneciéndose con el tiempo, a medida que el agujero negro central de la galaxia consumía la estrella. Datos adicionales de Chandra, del Telescopio Canadá-Francia-Hawai y del Telescopio Keck, ambos en Hawai, ayudaron al equipo a realizar la crónica del acontecimiento en múltiples longitudes de onda a lo largo de dos años.

Los agujeros negros son montones de materia concentrada cuya gravedad es tan poderosa que ni siquiera la luz puede escapar. Se cree que agujeros negros súper-masivos residen en el corazón de cada galaxia, aunque se piensa que algunos son más activos que otros. Los agujeros negros activos arrastran hacia ellos el material que los rodea, calentándolo y haciéndolo brillar. Los agujeros negros dormidos, tal como el que se encuentra en nuestra Vía Láctea, raramente dan alguna señal de vida, lo que los hace muy difíciles de estudiar.

Esa es la razón por la cual los astrónomos se emocionan cuando una estrella inesperada se acerca demasiado a un agujero negro dormido, un evento que se calcula ocurre una vez cada 10 000 años en una galaxia típica. La estrella se achatará y se estirará hasta romperse, cuando la gravedad del agujero negro supere a su propia gravedad interna. El mismo fenómeno ocurre todos los días en la Tierra, cuando el tirón gravitacional de la Luna se hace sentir sobre nuestro mundo, haciendo que los océanos se eleven y desciendan. Una vez que la estrella ha quedado destrozada, una porción de su cuerpo gaseoso será arrastrada hacia el agujero negro y se calentará hasta alcanzar temperaturas que la harán emitir luz ultravioleta y rayos-X.
”satélite_ROSAT”

“Simplemente, la estrella no pudo mantenerse en una pieza”, dijo Gezari, agregando: “Ahora que sabemos que podemos observar estos eventos en la luz ultravioleta, hemos obtenido una nueva herramienta para descubrir más”.

Se calcula que el nuevo agujero negro descubierto mientras se alimentaba es decenas de millones de veces más masivo que nuestro Sol. Su galaxia anfitriona se encuentra localizada a 4 000 millones de años luz de distancia, en la dirección de la constelación del Boyero.

El Instituto de Tecnología de California en Pasadena, California, encabeza la misión del Explorador de Evolución Galáctica y es responsable de las operaciones científicas y del análisis de los datos. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, también en Pasadena, dirige la misión y construyó los instrumentos científicos. La misión fue desarrollada bajo el Programa de Exploradores de la NASA dirigido por el Centro Goddard de Vuelo Espacial en Greenbelt, Maryland. Investigadores patrocinados por la Universidad de Yonsei en Corea del Sur y por el Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES) en Francia, colaboraron con esta misión.