La misión rápida de la NASA mapea la "espiral de la muerte" de una estrella en un agujero negro

Hace unos 290.000.000 años, una estrella muy parecida al Sol deambulaba demasiado cerca del Agujero Negro central de su galaxia. Las mareas intensas rasgaron la estrella , que produjo una erupción de la luz óptica, ULTRAVIOLETA y de Royos X que primero alcanzó la Tierra en 2014. Ahora, un equipo de científicos que utilizan las observaciones del satélite SWIFT de la NASA han trazado cómo y dónde se han producido estas diferentes longitudes de onda en el evento, llamado ASASSN-14li, mientras los escombros de la estrella destrozada rodearon el agujero negro.

"descubrimos cambios de brillo en los Rayos X que ocurrieron aproximadamente un mes después de que se observaran cambios similares en la luz visible y UV", dijo DHEERAJ pasham, astrofísico del Instituto de tecnología de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Massachusetts, y el investigador principal del estudio. "pensamos que esto significa que la emisión óptica y ULTRAVIOLETA surgió lejos del agujero negro, donde las corrientes elípticas de la materia orbital chocaron entre sí."

Esta animación ilustra cómo los escombros de una estrella mareada chocan consigo mismo, creando ondas de choque que emiten luz ultravioleta y óptica lejos del agujero negro. Según las observaciones rápidas de ASASSN-14li, estos grupos tardaron alrededor de un mes en caer de nuevo al agujero negro, donde produjeron cambios en la emisión de Roayos X que correlacionó con los cambios ULTRAVIOLETA y ópticos anteriores. Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA

Los astrónomos piensan que ASASSN-14li fue producido cuando una estrella parecida al Sol vagaba demasiado cerca de un agujero negro de 3.000.000 de masa solares, similar al que está en el centro de nuestra propia Galaxia. Para la comparación, el horizonte de eventos de un agujero negro como este es aproximadamente 13 veces más grande que el Sol, y el disco de acreción formado por la estrella interrumpida podría extenderse a más de dos veces la distancia de la Tierra del Sol.

Cuando una estrella pasa demasiado cerca de un agujero negro con 10.000 o más veces la masa del Sol, las fuerzas de marea superan la propia gravedad de la estrella, convirtiendo la estrella en una corriente de escombros. Los astrónomos llaman a esto un acontecimiento de la interrupción de marea.

La materia que cae hacia un agujero negro se acumula en un disco de acumulación de hilado, donde se comprime y se calienta antes de que eventualmente se derrame sobre el horizonte de eventos del agujero negro, el punto más allá del cual nada puede escapar y los astrónomos no pueden observar. Las llamaradas de la interrupción de marea llevan la información importante sobre cómo estos escombros se instalan inicialmente en un disco del acrecentamiento.

Los astrónomos saben que la emisión de rayos x en estas llamaradas se presenta muy cerca del agujero negro. Pero la localización de la luz óptica y ULTRAVIOLETA era confusa, incluso desconcertante. En algunos de los eventos mejor estudiados, esta emisión parece estar localizada mucho más allá de donde las mareas del agujero negro podrían destrozar la estrella. Además, el gas que emite la luz parecía permanecer a temperaturas constantes por mucho más de lo esperado.

ASASSN-14li fue descubierto el 22 de noviembre de 2014, en imágenes obtenidas por la encuesta automatizada All Sky para supernova (ASASSN), que incluye telescopios robóticos en Hawai y Chile. Las observaciones de la carta recordativa con la radiografía de SWIFT y los telescopios ultravioletas/ópticos comenzaron ocho días más adelante y continuaron cada pocos días para los nueve meses próximos. Los investigadores complementaron posteriores observaciones rápidas con datos ópticos del Observatorio las cumbres con sede en Goleta, California.

En un artículo que describe los resultados publicados el 15 de marzo en las letras de la revista Astrofísica, Pasham, Cenko y sus colegas muestran cómo las interacciones entre los desechos infalibles podrían crear la emisión óptica y UV observada.

Los desechos de las mareas inicialmente caen hacia el agujero negro, pero se sobrepasan, se arquean hacia afuera a lo largo de las órbitas elípticas y eventualmente chocan con la corriente entrante.

"los grupos que regresan de escombros atacan la corriente entrante, lo que da como resultado ondas de choque que emiten luz visible y ULTRAVIOLETA", dijo Bradley cenko, el investigador principal interino de SWIFT y un miembro del equipo científico. "a medida que estos grupos caen al agujero negro, también modulan la emisión de rayos x allí."

Las observaciones futuras de otros acontecimientos de la interrupción de marea serán necesarias clarificar más lejos el origen de la luz óptica y ultravioleta.

Goddard administra la misión de SWIFT en colaboración con la Universidad Estatal de Pennsylvania en University Park, el laboratorio nacional de los Alamos en Nuevo México y Ciencias orbitales Corp. en Dulles, Virginia. Otros socios incluyen el laboratorio de ciencias espaciales de la Universidad de Leicester y Mullard en el Reino Unido, el Observatorio de Brera y la agencia espacial italiana en Italia, con colaboradores adicionales en Alemania y Japón.

Credit: NASA's Goddard Space Flight Center

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By Francis Reddy NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md.

Last Updated: March 20, 2017

Editor: Karl Hille

Traducción: El Quelonio Volador