DESY, Laboratorio de Comunicación Científica
En octubre de 2018, los astrónomos vieron el destello brillante de una estrella que estaba siendo destrozada por un agujero negro 20 millones de veces más masivo que nuestro Sol a 665 millones de años luz de distancia, un llamado «evento de interrupción de marea» (TDE) denominado AT2018hyz. Pero por lo demás, el evento parecía normal, y después de unos meses de monitorear el agujero negro en luz visible, el TDE se desvaneció y los astrónomos siguieron adelante. Pero AT2018hyz tenía una sorpresa guardada. Casi tres años después, el agujero negro reanimó repentinamente, desconcertando a los astrónomos, según un nuevo artículo publicado en The Astrophysical Journal.
“Esto nos tomó completamente por sorpresa, nadie había visto algo así antes”, dijo el coautor. yvette cendes del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. Ella comparó el comportamiento inusual de alimentación de un agujero negro con «eructar» después de una comida copiosa. «Es como si este agujero negro hubiera comenzado a eructar abruptamente un montón de material de la estrella que se comió hace años». Esto sugiere que el flujo de salida retrasado es más común de lo que los astrónomos esperaban previamente. El grupo continuará monitoreando este TDE a medida que evoluciona, y se está realizando un estudio sistemático de una muestra mucho más grande de TDE.
Como informamos anteriormente, es un error popular pensar que los agujeros negros se comportan como aspiradoras cósmicas, absorbiendo vorazmente cualquier materia a su alrededor. En realidad, solo las cosas que pasan más allá del horizonte de eventos, incluida la luz, se tragan y no pueden escapar, aunque los agujeros negros también son comedores desordenados. Eso significa que parte de la materia de un objeto en realidad es expulsada en un poderoso chorro.
En un TDE, una estrella es triturada (o «espaguetizada») por las poderosas fuerzas gravitatorias de un agujero negro fuera del horizonte de eventos, y parte de la masa original de la estrella es expulsada violentamente hacia afuera. Esto, a su vez, puede formar un anillo giratorio de materia (también conocido como disco de acreción) alrededor del agujero negro que emite potentes rayos X y luz visible. Los chorros son una forma en que los astrónomos pueden inferir indirectamente la presencia de un agujero negro. Esas emisiones de salida generalmente ocurren poco después del TDE.
Cuando AT2018hyz fue descubierto por primera vez, los radiotelescopios no detectaron ninguna señal de una emisión de salida de material en los primeros meses. Según Cendes, eso es cierto para alrededor del 80 por ciento de los TDE, por lo que los astrónomos siguieron adelante y prefirieron usar el precioso tiempo del telescopio para objetos potencialmente más interesantes. Pero en junio pasado, Cendes y su grupo decidieron volver a verificar varios TDE en los últimos años que no habían mostrado ninguna emisión anteriormente, utilizando datos de radio del Very Large Array (VLA). Y he aquí que AT2018hyz volvía a iluminar los cielos.
Y. Cendes et al., 2022
«Hemos estado estudiando los TDE con radiotelescopios durante más de una década y, a veces, descubrimos que brillan en las ondas de radio a medida que arrojan material mientras el agujero negro consume la estrella por primera vez», dijo el coautor Edo Berger, un astrónomo de la Universidad de Harvard y del Centro de Astrofísica. “Pero en AT2018hyz hubo silencio de radio durante los primeros tres años, y ahora se iluminó dramáticamente para convertirse en uno de los TDE más luminosos de radio jamás observados”.
El siguiente paso fue solicitar lo que se conoce como «Tiempo discrecional del director» en varios telescopios diferentes en un amplio espectro de longitudes de onda. “Cuando encuentras algo tan inesperado, no puedes esperar el ciclo normal de propuestas de telescopios para observarlo”, dijo Cendes. Esas solicitudes fueron aceptadas de inmediato y le dieron al equipo datos del VLA, el Observatorio ALMA en Chile, MeerKAT en Sudáfrica y el Australian Telescope Compact Array (ATCA) en Australia, así como el Observatorio de rayos X Chandra con base en el espacio y el Observatorio Neil Gehrels Swift.
El análisis de todos esos datos reveló que AT2018hyz arrojaba material a la friolera de 1,4 milijansky a 5 GHz. «Para aquellos que no hablan radio, ¡eso es genial!» cendes tuiteó en un hilo explicativo en junio pasado cuando apareció la preimpresión, llamándolo «el mayor descubrimiento de mi vida. Esto ha nunca visto antes de un TDE, definitivamente nunca retrasado unos años.» (Dato curioso: Cendes y su esposo apodado AT2018hyz Jetty—abreviatura de «Jetty McJetFace».)
El TDE fue un evento continuo tan recientemente como en abril pasado. «Creemos que este es material estelar que estaba en un disco de acreción después de que se desmenuzó», cendes tuiteó el dia de ayer. «Pero por qué se necesitaron dos años para que ocurriera esta salida loca es un misterio».
Una posibilidad, según Cendes, es que la densidad del flujo de salida cambió abruptamente, pero los datos no lo respaldan. Tampoco respalda la posibilidad de que hubiera un chorro poco después del TDE, pero los astrónomos no lo detectaron de inmediato porque no apuntaba a la Tierra. La luz aumentó demasiado rápido. Cendes también consideró la posibilidad de que hubiera dos flujos de salida separados interactuando de manera inusual, pero concluyó que tampoco era un escenario probable.
«El escenario más probable es algo llamado ‘cambio de estado’, donde el disco de acreción alrededor del agujero negro hizo la transición a otro tipo de flujo de salida». cendes tuiteó. «Los vemos alrededor de agujeros negros más pequeños en nuestra galaxia con estrellas donantes que les dan material, llamados binarios de rayos X. Entonces, si estos cambios de estado pueden ocurrir en agujeros negros de tamaño estelar en nuestras galaxias, ¿por qué no ocurrirían alrededor de agujeros negros supermasivos?» agujeros que recibieron una inyección de material de una estrella?»
Pero si ese es el caso, debería haber un exceso significativo de rayos X, y los datos tampoco muestran eso. «¿Dónde nos deja eso? ¡No lo sabemos!» cendes concluyó. «Lo que nosotros hacer Sé que AT2018hyz está haciendo algo imprevisto y nunca antes visto en un agujero negro, y vamos a seguir monitoreándolo con todo lo que tenemos. Con suerte, observaciones adicionales nos ayudarán a desentrañar los misterios».
DOI: The Astrophysical Journal, 2022. 10.3847/1538-4357/ac88d0 (Acerca de los DOI).