En un descubrimiento innovador, los investigadores han descubierto un evento espectacular que involucra a una de las estrellas más masivas del universo, que parece haber encontrado un destino inesperado y violento. En lugar de terminar su vida en una explosión de supernova, la estrella fue arrastrada demasiado cerca de un agujero negro supermasivo, lo que resultó en un proceso que gradualmente la desgarró y la consumió.
Este fenómeno inusual se describe en un estudio reciente publicado en Nature Astronomy, que destaca lo que se cree que es el estallido de energía más poderoso y de mayor alcance jamás registrado en un agujero negro supermasivo. La detección inicial de este raro evento se realizó en 2018 por Zwicky Transient Facility (ZTF), un estudio del cielo apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. y operado en el Observatorio Palomar de Caltech. Otro proyecto financiado por la NSF, Catalina Real-Time Transient Survey, también monitoreó la llamarada. Los investigadores observaron que esta llamarada exhibió un sorprendente aumento en la luminosidad: hasta 40 veces más brillante en solo unos meses, culminando en una luminosidad que supera las llamaradas de agujeros negros anteriores en un factor de 30, equivalente a la emitida por 10 billones de soles en su apogeo.
El agujero negro responsable de la llamarada, identificado como J2245+3743, está clasificado como un núcleo galáctico activo (AGN) y se estima que tiene una masa 500 millones de veces la de nuestro Sol. A unos 10 mil millones de años luz de la Tierra, el evento permite vislumbrar los años de formación del universo. Matthew Graham, autor principal del estudio y profesor de investigación en Caltech, dijo: “La energía muestra que este objeto es muy distante y muy brillante. No se parece a ningún AGN que hayamos visto”.
Mientras los investigadores continuaban sus observaciones de esta llamarada que se desvanecía, razonaron que el agujero negro estaba consumiendo activamente una estrella cercana, un fenómeno conocido como evento de perturbación de marea (TDE). Ocurre cuando una estrella es engullida y posteriormente destrozada por la atracción gravitacional de un agujero negro supermasivo. Los hallazgos indican que la estrella en cuestión tiene al menos 30 veces la masa del Sol, mucho más grande que las TDE registradas anteriormente.
La mayoría de los aproximadamente 100 TDE conocidos no se encuentran en sistemas AGN porque estos entornos suelen tener discos densos y giratorios que oscurecen tales eventos. Sin embargo, el brillo de J2245+3743 lo hace notable en comparación con su entorno brillante. Descubierto a principios de 2018, las observaciones iniciales del Telescopio Hale de 200 pulgadas no indicaron anomalías, pero para 2023, observaciones adicionales revelaron su brillo inusual y persistente.
Los investigadores enfrentaron desafíos para determinar la naturaleza de la llamarada, con la especulación inicial de que su luz podría haber sido dirigida hacia la Tierra. Sin embargo, el análisis de los datos del anterior Explorador de sondeo infrarrojo de campo amplio (WISE) de la NASA refutó esta teoría, reforzando la conclusión de que J2245+3743 representa una llamarada de agujero negro sin precedentes.
Al investigar los orígenes de esta espectacular explosión, el equipo de investigación concluyó que las supernovas convencionales no podían explicar el brillo observado. En cambio, los datos se alinean con el concepto de un agujero negro supermasivo que colapsa sistemáticamente una estrella masiva. Según el coautor KE Savic Ford, “Estas estrellas masivas son raras, pero esperamos que las estrellas en el disco de AGN crezcan”. Las implicaciones de esta investigación sugieren que pueden ocurrir otros eventos similares en todo el universo.
Estos resultados plantean posibilidades interesantes para investigaciones futuras a medida que el equipo examina datos adicionales de ZTF para identificar otros casos de eventos masivos de perturbación de mareas. Vera C. El Observatorio Rubin, destinado a mejorar las capacidades de observación, puede ayudar aún más a descubrir estos fenómenos cósmicos inusuales.
El esfuerzo de investigación colaborativa contó con el apoyo de varias instituciones y fundaciones, con un equipo formado por miembros de Caltech, CUNY, NASA y otras instituciones. Su experiencia y recursos combinados contribuyeron significativamente a esta comprensión transformadora del comportamiento de los agujeros negros y los ciclos de vida de las estrellas masivas.
