El almuerzo de un agujero negro: espaguetis estelares

Los astrónomos lo llaman “espaguetificación”, y no es una idea bonita: es lo que sucede cuando te aventuras demasiado cerca de un agujero negro y caes en él. Las fuerzas de la marea te estiran y te rompen como un fideo, luego tus jirones rodean el agujero negro hasta que chocan y se golpean entre sí.

Por el lado positivo, la energía liberada por su larga caída y el choque de lo que solían ser sus átomos podría producir un destello, una pira funeraria cósmica, por así decirlo, que se puede ver en todo el universo.

En un caso informó la semana pasada, era simplemente una estrella anónima en una galaxia lejana que encontró su perdición. Gracias a la suerte y la vigilancia cada vez mayor de los cielos, el mundo entero estaba observando cómo la estrella se hundía.

“De hecho, fue una gran fiesta”, dijo Matt Nicholl, astrofísico de la Universidad de Birmingham en Inglaterra en un correo electrónico. Lideró un equipo de astrónomos que describió este apocalipsis estelar en los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society el lunes.

“Este agujero negro era un comedor desordenado”, agregó Kate Alexander de la Universidad Northwestern y miembro del equipo del Dr. Nicholl, en un correo electrónico. Al final, dijo, solo la mitad de la estrella fue consumida por el agujero negro. El resto de su material desintegrado fue lanzado hacia el espacio a una velocidad vertiginosa de un pequeño porcentaje de la luz.

La emoción comenzó el 19 de septiembre de 2019, cuando la instalación transitoria Zwicky, un telescopio en la montaña Palomar en California, y otras redes de vigilancia celeste detectaron una llamarada en el centro de una galaxia a 215 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Eridanus.

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La llamarada tenía las características de un evento de interrupción de las mareas, el nombre técnico de cuando un agujero negro hace trizas una estrella y se la come.

Los astrónomos corrieron a sus telescopios terrestres y espaciales para monitorear AT2019qiz, como se llamó la llamarada. (“AT” significa “astronómico transitorio”).

Durante las próximas semanas, la llamarada se iluminó rápidamente. En su apogeo, emitía alrededor de mil millones de veces más energía que nuestro sol. En los cinco meses siguientes, la llamarada se desvaneció lentamente.

El resultado fue una mirada única y multidimensional, basada en emisiones de radio, rayos X y rayos gamma, así como observaciones de luz visible anticuadas, en las complejidades de la muerte por agujero negro.

Los agujeros negros son baches gravitacionales en el espacio-tiempo predichos por relatividad general, teoría de la gravedad de Albert Einstein. Son tan profundos y densos que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de ellos. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, y presumiblemente la mayoría de las galaxias, están plagadas de agujeros negros producidos cuando las estrellas masivas murieron y colapsaron sobre sí mismas. Además, cada galaxia parece tener en su núcleo una versión de gran tamaño de uno de estos monstruos millones o miles de millones de veces más masivo que el sol.

“Sabemos que la mayoría de las galaxias tienen un agujero negro supermasivo en sus centros”, escribió el Dr. Alexander en un correo electrónico. “Pero todavía no entendemos exactamente cómo estos agujeros negros llegaron a ser tan grandes como son, o cómo dan forma a sus galaxias anfitrionas”. Estudiar las disrupciones estelares, dijo, podría ayudar a comprender cómo estos agujeros negros comen, crecen e interactúan con su entorno.

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El agujero negro de la galaxia Eridanus pesa aproximadamente un millón de masas solares. Según lo reconstruido por el Dr. Nicholl y su equipo, una estrella del tamaño y la masa de nuestro propio sol vagó hacia el centro de la galaxia y se acercó demasiado (unos 160 millones de kilómetros) al agujero negro.

Esa es aproximadamente la distancia de la Tierra al sol. En ese punto, la atracción gravitacional del agujero negro excedió la atracción gravitacional del núcleo de la estrella, y la estrella fue “espaguetizada” en una larga corriente alrededor del agujero. Finalmente, la corriente envolvió todo el camino alrededor del agujero negro y chocó consigo mismo, “que es cuando el agujero negro comenzó a succionarlo”, dijo el Dr. Nicholl.

Añadió: “Si tuvieras que imaginarte que el sol se estira en una corriente delgada y se precipita hacia nosotros, eso es lo que vio el agujero negro”.

Los astrónomos han documentado otros calabozo interrupciones recientemente, pero tales eventos rara vez ocurren tan cerca de nuestra propia galaxia, y su dinámica interna a menudo se ve oscurecida por el polvo y el gas provocados por la colisión fatal. En este caso, los astrónomos pudieron ver detrás de esa cortina y observar que estaba hecha de pedazos de la estrella destrozada.

“Debido a que lo detectamos temprano, pudimos ver la cortina de polvo y escombros que se levantaba cuando el agujero negro lanzaba una poderosa salida de material”, dijo el Dr. Alexander.

La mayor parte de la luz que vieron provenía de este material, que estaba siendo lanzado al espacio a velocidades de unas 6.000 millas por segundo. Los estudios espectrales indicaron que el material que fluía hacia afuera desde el agujero negro era idéntico al que estaba cayendo, evidencia de que eran migajas de la estrella mal comida.

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La llamarada AT1910qiz podría servir como una “piedra Rosetta” para comprender otros eventos de destrucción de estrellas, dijo el Dr. Alexander. AT2019qiz fue especial, agregó, porque los astrónomos comenzaron a observarlo muy temprano, justo después de que la estrella se rompió, y recopilaron muchos datos de muchos tipos diferentes de telescopios.

Nuevos telescopios como el Observatorio Vera Rubin y el Telescopio europeo extremadamente grande, ambos en construcción en Chile, deberían incluir más de estos Instagram de comida cósmica.

Buen provecho.

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