Detectan el chorro de materia que emerge de un agujero negro supermasivo al devorar una estrella

Concepción artística de la disrupción de una estrella por un agujero negro supermasivo. Crédito: Carl Knox (OzGrav, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Swinburne University of Technology).

A principios de 2022, el observatorio Zwicky Transient Facility detectó un extraordinario destello donde, la noche anterior, no brillaba nada. Con una intensidad equivalente a mil billones de soles, este fenómeno fue estudiado por distintos grupos científicos desde numerosos observatorios y ahora se publican, en Nature y Nature Astronomy, dos artículos en los que participa el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y que coinciden en el origen del destello: se trata de un chorro producido por un agujero negro supermasivo al devorar una estrella.

La mayoría de las galaxias albergan en sus regiones centrales agujeros negros supermasivos, que contienen hasta miles de millones de veces la masa del Sol. Se trata de objetos con un campo gravitatorio tan intenso que ni la luz puede escapar. Muestran una estructura formada por un disco de gas y polvo -el disco de acrecimiento-, que absorbe el material de su entorno. «Gran parte del tiempo, sin embargo, los agujeros negros supermasivos no devoran nada –explica Miguel Pérez-Torres, investigador del IAA-CSIC que participa en el artículo de Nature Astronomy–. Así, un fenómeno como este, que conocemos como eventos de disrupción por mareas, puede brindarnos una oportunidad única para estudiar la vecindad de estos poderosos objetos”.

Disrupción por marea

Este es el escenario: la estrella se desgarra por las fuerzas de marea del agujero negro, pasa a formar parte de su disco y termina siendo engullida por él. “Sin embargo, en algunos casos extremadamente raros, el agujero negro expulsa chorros de materia que viajan casi a la velocidad de la luz en el proceso de destrucción y acreción del material de una estrella –señala José Feliciano Agüí Fernández, investigador del IAA-CSIC y coautor del trabajo publicado en Nature–. Los cálculos apuntan a que estos chorros se producen solo en el 1% de los casos, y eso fue precisamente lo que observamos”.

Sin embargo, aún se desconoce por qué algunos eventos de disrupción por mareas producen chorros y otros no. “Nuestro trabajo apunta a que, probablemente, la diferencia radique en cómo rota el agujero negro supermasivo, y que una velocidad de rotación alta sea un ingrediente necesario para el lanzamiento de los chorros, una idea que nos acerca a la comprensión de la física de los agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias situadas a miles de años luz de distancia”, concluye José Feliciano Agüí Fernández (IAA-CSIC).

• Imagen: Concepción artística de la disrupción de una estrella por un agujero negro supermasivo. Crédito: Carl Knox (OzGrav, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Swinburne University of Technology).