El feroz agujero negro devora tres veces más estrellas que la Tierra cada vez que pasa

La enorme explosión de rayos X descubierta por astrónomos de la Universidad de Leicester sugiere que materia tres veces la masa de la Tierra se está quemando en… Agujero negro.

Una estrella como nuestro Sol en una galaxia cercana está siendo devorada gradualmente por un pequeño pero voraz agujero negro, perdiendo la masa equivalente a tres planetas terrestres cada vez que pasa.

El descubrimiento realizado por astrónomos de la Universidad de Leicester fue informado el 7 de septiembre en la revista astronomía de la naturaleza Proporciona el «eslabón perdido» en nuestro conocimiento de los agujeros negros que perturban las estrellas que orbitan. Indica que hay toda una población de estrellas en proceso de ser consumidas que aún están por descubrir.

El equipo recibió el apoyo de la Agencia Espacial del Reino Unido y del Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas del Reino Unido (STFC).

Detalles del descubrimiento

Los astrónomos fueron alertados sobre la inminente destrucción de la estrella por un brillante destello de rayos X que parece provenir del centro de la galaxia cercana 2MASX J02301709+2836050, a unos 500 millones de años luz de la galaxia. vía Láctea. El asteroide ha sido denominado Swift J0230 y fue observado en el momento en que ocurrió por primera vez utilizando un nuevo instrumento desarrollado por científicos para el Observatorio Neil Gehrels Swift. Rápidamente programaron observaciones más rápidas y descubrieron que, en lugar de desvanecerse como se esperaba, brillaría intensamente durante 7 a 10 días y luego se apagaría repentinamente, repitiendo este proceso aproximadamente cada 25 días.

Una imagen visual de la galaxia en la que ocurrió el nuevo evento, tomada de datos de archivo de PanSTARRS. El objeto de rayos X se encuentra en algún lugar dentro del círculo blanco y tiene aproximadamente el tamaño de la cabeza de un alfiler a 100 metros. También se muestra la posición de una supernova de dos años de antigüedad. Crédito: Daniele B. malisani/panstars

Conecta las piezas que faltan

Se ha observado un comportamiento similar en las llamadas explosiones cuasi periódicas y explosiones nucleares periódicas, donde la estrella tiene material que es desgarrado por un agujero negro a medida que su órbita se acerca a ella, pero difieren en el número de veces que estallan y en exploten o no. Predomina la explosión de rayos X o de luz óptica. La regularidad de las emisiones de Swift J0230 disminuyó entre las dos, lo que sugiere que constituye el «eslabón perdido» entre los dos tipos de erupciones.

Utilizando los modelos propuestos de estas dos clases de eventos como guía, los científicos concluyeron que la explosión de Swift J0230 representa una estrella de tamaño similar a nuestro Sol en una órbita elíptica alrededor de un agujero negro de baja masa en el centro de su galaxia. . Cuando la órbita de la estrella se acerca a la intensa atracción gravitacional del agujero negro, se extrae de la atmósfera de la estrella materia equivalente a la masa de tres planetas terrestres y se calienta a medida que cae en el agujero negro. Calor extremo, alrededor de 2 millones de grados. Celsiusliberando una gran cantidad de rayos X que fueron capturados por primera vez por el satélite Swift.

¡Ahora no lo ves, ahora lo ves! Imágenes de rayos X del mismo lugar en el cielo antes (izquierda) y después (derecha) de la erupción de Swift J0230. Estas imágenes fueron tomadas por el telescopio de rayos X a bordo del satélite Swift. Crédito: Phil Evans (Universidad de Leicester)/NASA SWIFT

Perspectivas de expertos

El autor principal, el Dr. Phil Evans, de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Leicester, dijo: “Esta es la primera vez que hemos visto una estrella como nuestro Sol siendo destrozada y consumida repetidamente por un agujero negro de baja masa. Estos eventos llamados “perturbaciones de mareas frecuentes y parciales” son en sí mismos un descubrimiento completamente nuevo y parecen dividirse en dos tipos: los que estallan cada pocas horas y los que estallan aproximadamente cada año. Este nuevo sistema se encuentra justo en el espacio entre estos elementos, y cuando ejecutas los números, descubres que los tipos de objetos involucrados también encajan.

El Dr. Rob Isles-Ferris, que trabaja con el Dr. Evans en el satélite Swift, completó recientemente un doctorado en la Universidad de Leicester, que implicó el estudio de estrellas perturbadas por agujeros negros. «En la mayoría de los sistemas que hemos visto en el pasado, la estrella ha sido completamente destruida», explica. Swift J0230 es una interesante incorporación a la clase de estrellas turbulentas, en parte porque nos muestra que las dos clases de estos objetos encontrados anteriormente están realmente relacionadas, y nuestro nuevo sistema nos proporciona el eslabón perdido.

Ilustración del Observatorio Swift de Neil’s Girls. Crédito: NASA

Estén atentos para más descubrimientos

«Dado que encontramos Swift J0230 a los pocos meses de habilitar nuestro nuevo receptor transitorio, esperamos que haya muchos más», dijo el Dr. Kim Page de la Universidad de Leicester, quien analizó los datos para el estudio. Cosas como esta están ahí afuera, esperando ser descubiertas.

El Dr. Chris Nixon es un astrofísico teórico que recientemente se mudó de la Universidad de Leicester a la Universidad de Leeds. Dirigió la interpretación teórica de este evento. Su investigación está financiada por el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas del Reino Unido y el Leverhulme Trust.

Los investigadores estiman que la masa del agujero negro es entre 10.000 y 100.000 veces la masa de nuestro Sol, lo cual es muy pequeño para los agujeros negros supermasivos que normalmente se encuentran en los centros de las galaxias. Se cree que el agujero negro en el centro de nuestra galaxia tiene una masa de 4 millones de masas solares, mientras que la mayor parte está ubicada en una región con una masa de 100 millones de masas solares.

Este es el primer descubrimiento realizado utilizando el nuevo detector transitorio del satélite Swift, desarrollado por el equipo de la Universidad de Leicester y ejecutándose en sus propios ordenadores. Cuando un evento extremo provoca una explosión de rayos X en un área del cielo donde antes no había rayos X, los astrónomos lo llaman transitorio de rayos X astronómico. A pesar de los eventos extremos que presagian, estos eventos no son fáciles de encontrar, o al menos no rápidamente, por lo que esta nueva herramienta fue desarrollada para buscar nuevos tipos de transitorios en tiempo real.

«Este tipo de objeto era indetectable hasta que construimos esta nueva instalación, y poco después encontramos este evento completamente nuevo y nunca antes visto», añade el Dr. Evans. Swift tiene casi 20 años y de repente descubrió eventos completamente nuevos que nunca supimos que existían. Creo que esto demuestra que cada vez que encuentras una nueva forma de mirar el espacio, aprendes algo nuevo y descubres que hay algo que no sabías antes.

Cooperación internacional y perspectivas de futuro

La Dra. Caroline Harper, Jefa de Ciencias Espaciales de la Agencia Espacial del Reino Unido, dijo: «Este es otro descubrimiento emocionante de la misión Swift líder en el mundo: un agujero negro de baja masa que recibe ‘picaduras’ de una estrella similar al Sol mientras orbita .” suficientemente cerca.

“La Agencia Espacial Británica está trabajando en asociación con NASA En esta misión desde hace muchos años; El Reino Unido ha liderado el desarrollo de hardware de dos instrumentos científicos clave y hemos proporcionado financiación para el Centro de datos científicos Swift, que seguimos apoyando. Esperamos recibir más información de Swift sobre los estallidos de rayos gamma en todo el universo y los eventos masivos que causan en el futuro.

Para obtener más información sobre este descubrimiento, vea cómo la estrella similar al sol Swift Spies de la NASA es consumida bocado a bocado.

Referencia: “Estallidos mensuales cuasi periódicos resultantes de perturbaciones estelares recurrentes por un agujero negro masivo” por PA Evans, CJ Nixon, S. Campana, P. Charalampopoulos, DA Perley, AA Breeveld, KL Page, SR Oates, RAJ Eyles-Ferris , D. P. Malesani, L. Izzo, M. R. Goad, P. T. O’Brien, J. P. Osborne, B. Sparovati, 7 de septiembre de 2023, astronomía de la naturaleza.
doi: 10.1038/s41550-023-02073-j