Representación de lo ocurrido en Arp-299-B: un evento de disrupción de marea – Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF; NASA, STScI.

Astronómos observan por vez primera cómo el agujero negro destruye una estrella.

El núcleo de una galaxia situada a 150 millones de años luz desgarró una estrella y emitió un potente chorro de energía. Los astrónomos han podido observarlo y estudiarlo durante 10 años

La mayoría de las galaxias tienen en su centro una gigantesca y misteriosa acumulación de materia, tan densa, que ni siquiera la luz puede escapar de su gravedad. Estos extraños objetos reciben el nombre de agujeros negros supermasivos. Alcanzan masas hasta miles de millones de veces superiores a las del Sol. Y como la luz no puede escapar de su influencia, realmente son oscuros y negros. No podemos verlos, así que solo podemos saber de ellos lo que inferimos por las distorsiones de la luz en su entorno y por su efecto sobre los movimientos de otras estrellas. A veces, si los astrónomos tienen mucha suerte, pueden ver cómo una pobre estrella es engullida por estos monstruos. Las explosiones resultantes, que generan increíbles chorros de energía y materia, son tan espectaculares como interesantes, porque contienen mucha información útil.

Esto es precisamente lo que los científicos han podido observar durante 10 años. Investigadores de la Universidad de Turku (Finlandia), junto con astrónomos españoles del Instituto de Astrofísica de Andalucía, han observado un estallido generado por el desgarro de una estrella que fue engullida por un agujero negro supermasivo. Este evento ocurrió en la galaxia Arp-299-B, situada a 150 millones de años luz de la Tierra. Es la primera vez que los científicos pueden observar con tanto detalle un evento así. Esta investigación se ha publicado en Science este jueves, y ha sido realizada por 36 científicos de 26 instituciones distintas.

«Nunca antes se había podido observar directamente la formación y evolución de un chorro como consecuencia de este fenómeno», ha explicado en un comunicado Miguel Pérez-Torres, científico del Instituto de Astrofísica de Andalucía.

El temible evento de disrupción de marea

Arp-299-B fue el escenario de un evento dramático. Un agujero negro de 20 millones de masas solares desgarró una estrella dos veces más masiva que el Sol, en un tipo de fenómeno que se conoce como evento de disrupción de marea. El suceso creó una cascada de fenómenos que nos dicen hoy mucho sobre los agujeros negros, las estrellas y la energía.

«Estos eventos nos dan una oportunidad única para avanzar nuestra comprensión sobre la formación de chorros en la vecindad de estos poderosos objetos», ha añadido Pérez-Torres.

Además, como se cree que este tipo de eventos fue más común cuando el Universo era joven, estudiarlos puede ayudar a los científicos a comprender mejor el medio en el que las galaxias se desarrollaron hace miles de millones de años.

La inmensa fuerza de gravedad que genera el agujero negro, no deja escapar ni la luz

Los científicos creen que estos eventos son comunes, aunque hasta ahora se hayan observado pocos. Se cree que comienzan cuando el agujero negro desnuda a una estrella cercana de algunas de las capas externas de su gas. Entonces se forma un disco giratorio con este gas que cada vez gira más y más rápido, a medida que se acerca al agujero negro. Esta velocidad le permite comenzar a emitir rayos X y luz visible. Y llega un punto en que produce una potente erupción que adquiere la forma de un chorro de alta velocidad en los polos del agujero negro.

El episodio visto en Arp-299-B

Imagen tomada por el telescopio espacial Chandra de Arp 299, un sistema de dos galaxias

Este evento de disrupción de marea tuvo lugar hace unos 150 millones de años. Pero sus fotones llegaron a la Tierra en fechas recientes, de modo que, el 30 de junio de 2005, el Telescopio William Herschel, en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Canarias) lo detectó. En un principio se captó un brillante destello en el rango del infrarrojo en el núcleo de una galaxia. Siete meses después, el telescopio Very Long Baseline Array (VLBA) averiguó que aquel punto coincidía con una fuente de emisión de radio.

«A medida que pasó el tiempo, el nuevo objeto permaneció brillante en el espectro de las ondas de radio y las infrarrojas, pero no en el rango visible ni en el de rayos X», dijo Seppo Mattila, primer autor del estudio e investigador de la Universidad de Turku. Esto no coincide con lo ya visto en este tipo de eventos, ya que se esperaría ver señales en las longitudes de onda ausentes. «La explicación más factible es que una gruesa capa de gas interestelar y polvo cercana al núcleo galáctico absorbiera estas longitudes de onda, y que la radiaran de nuevo en forma de infrarrojos», explicó el investigador.

Las observaciones posteriores, extendidas durante casi una década, mostraron que la fuente de emisión de radio se extendió en una sola dirección, como se espera de un chorro. De hecho, se pudo comprobar que dicho jet se movió a una velocidad de la cuarta parte de la velocidad de la luz.

Quizás hay que tener en cuenta que, al igual que cada instrumento musical vibra de una forma concreta, por ejemplo un violín es más agudo que un violoncelo, cada fenómeno astrofísico produce radiación electromagnética con una longitud de onda determinada. Una parte es para nosotros luz visible, pero otra parte no la podemos ver, como pasa con los rayos X o con los infrarrojos. Lo positivo es que cada una de estas longitudes de onda da una información concreta sobre distintas cosas que ocurren en este agujero negro. También es interesante que cada longitud de onda tiene una capacidad distinta para atravesar materiales: algunas no atraviesan el polvo galáctico al igual que la luz no atraviesa la piel pero los rayos X sí.

[?]