El objeto cósmico más brillante de su tipo jamás detectado puede haber ayudado a los astrónomos a resolver el misterio de las poderosas y brillantes explosiones cósmicas de color azul.
En el centro del descubrimiento se encuentra una señal del llamado Transitorio Óptico Azul Rápido Luminoso (LFBOT), designado AT 2024wpp, detectado por primera vez en 2024. La señal reveló a un equipo de científicos que los LFBOT son el resultado de eventos de perturbación de mareas (TDE) extremos, en los que un agujero negro con una masa de hasta 100 veces la del Sol, destroza por completo a una estrella compañera en solo cuestión de días.
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Los LFBOT se llaman así porque son increíblemente brillantes, visibles a distancias de hasta miles de millones de años luz, brillan con luz de alta energía que va desde el extremo azul de la región óptica del espectro electromagnético hasta longitudes de onda ultravioleta y de rayos X, y solo duran unos pocos días. Si bien el primer LFBOT fue detectado en 2014, no fue hasta cuatro años después que los astrónomos captaron uno con suficiente detalle como para analizarlo adecuadamente.
Este evento de 2018 fue designado AT 2018vaca, lo que llevó a su apodo “la vaca”, y el LFBOT que siguió también recibió apodos zoológicos: el koala (ZTF18abvkwla), el demonio de Tasmania (AT 2022tsd) y el pinzón (AT 2023fhn). AT 2024wpp aún no tiene su apodo, pero Avispa es una apuesta bastante buena.
No es un evento ordinario de alteración de las mareas
Cuando los investigadores evaluaron AT 2024wpp, descubrieron que emitía alrededor de 100 veces más energía que una supernova promedio, lo que aparentemente descarta la explosión de estrellas como una causa potencial. De hecho, para producir tanta energía, una estrella en explosión tendría que convertir alrededor del 10% de su masa instantáneamente en energía mediante la relación energía/masa de Einstein E=mc^2 en el transcurso de unas pocas semanas.
Las observaciones del equipo, utilizando el observatorio Gemini Sur, revelaron un exceso de luz infrarroja cercana proveniente de la fuente de AT 2024wpp, algo que solo se había visto antes alrededor de AT 2018cow, que no está asociado con las supernovas normales.
“La gran cantidad de energía irradiada por estas explosiones es tan grande que no se puede alimentarlas con una explosión estelar de colapso del núcleo, o cualquier otro tipo de explosión estelar normal”, dijo en un comunicado Natalie LeBaron, miembro del equipo de la Universidad de California, Berkeley. “El mensaje principal de AT 2024wpp es que el modelo con el que empezamos es incorrecto. Definitivamente no es sólo una estrella en explosión”.
Los TDE son sucesos bastante comunes en todo el cosmos y ocurren cuando las estrellas se aventuran demasiado cerca de voraces agujeros negros y se “espaguetizan”, creando un fideo de pasta estelar que se envuelve alrededor del agujero negro culpable como linguini alrededor de un tenedor. Sin embargo, no todos los TDE crean un LFBOT, por lo que la pregunta es: ¿qué tienen de especial estos TDE en particular?
El equipo teoriza que en el caso del TDE detrás de AT 2024wpp, el agujero negro se ha estado alimentando de forma parásita de una estrella compañera durante mucho tiempo. Esto resultó en que el agujero negro quedara completamente encerrado en una capa esférica de material. Sin embargo, este caparazón está demasiado lejos del agujero negro para ser devorado por éste.
Sin embargo, la estrella compañera eventualmente gira lo suficientemente cerca del agujero negro como para quedar espaguetizada por su inmensa influencia gravitacional. Esto da como resultado que nuevo material estelar choque contra la materia que el agujero negro ha estado robando a lo largo de la historia del sistema. Esto generó luz azul óptica, ultravioleta y de rayos X, vista como AT 2024wpp. Las ondas de radio se generan cuando el material que se encuentra alrededor del agujero negro se canaliza hacia sus polos, donde se acelera a alrededor del 40% de la velocidad de la luz y se expulsa en forma de chorros. El equipo estimó que la estrella destrozada en el evento que lanzó AT 2024wpp tiene una masa alrededor de 10 veces la del sol y era una estrella altamente evolucionada que se acercaba al final de su vida, llamada estrella Wolf-Rayet, lo que explica la débil emisión de hidrógeno observada alrededor de AT 2024wpp. Se cree que estrellas como esta son comunes en galaxias con formación estelar activa, como la que está a 1.100 millones de años luz de donde entró en erupción AT 2024wpp.
La investigación del equipo ha sido aceptada para su publicación en The Astrophysical Journal Letters y actualmente está disponible como un artículo previo a la revisión por pares en arXiv.