Se ha descubierto que un chorro de partículas cargadas que se mueven casi a la velocidad de la luz, formado a partir de los restos de una estrella que fue brutalmente destrozada por un agujero negro supermasivo, es uno de los eventos más luminosos y energéticos que los astrónomos jamás hayan presenciado en el universo.
El chorro, desencadenado por lo que los astrónomos llaman un evento de perturbación de marea (TDE), es tan poderoso que es difícil encontrar un fenómeno del mundo real con el que compararlo. Por eso, los astrónomos dirigidos por Yvette Cendes, de la Universidad de Oregón, han optado por compararlo con la producción de energía estimada de un dispositivo ficticio: la Estrella de la Muerte de Star Wars, que puede hacer estallar planetas enteros.
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“Los planetas van a ser destruidos durante los primeros años luz”, dijo a Space.com Cendes, radioastrónomo. “Simplemente no estoy seguro de qué tan lejos del avión estaría este caso”.
Más concretamente, la energía total de este evento, que ha sido catalogado oficialmente como AT2018hyz, depende de cómo se emite esa energía. Los chorros relativistas de TDE son muy raros y representan aproximadamente el 1% de todos los casos conocidos. El 99% restante es un flujo esférico que se mueve mucho más lentamente. En el último caso, estaríamos viendo una producción de energía de 2 x 10^50 ergios (un ergio es una unidad de energía; el sol produce 10^33 ergios en su punto máximo), mientras que el escenario del jet, que Cendes favorece dada la inmensa luminosidad de AT2018hyz, alcanzaría 5 x 10^55 ergios.
Y la producción de energía sigue aumentando. Los modelos sugieren que alcanzará su punto máximo en 2027 antes de volver a bajar gradualmente.
“Dudo en dar una estimación final de energía; hay demasiadas cosas de las que dependerá y que quedarán claras una vez que veamos el pico”, dijo Cendes. “Pero anticipamos que será aproximadamente el doble de luminoso en la cima de lo que es ahora”.
Entonces, ¿cómo se produjo esta inmensa erupción de energía? AT2018hyz se detectó inicialmente en 2018 y en ese momento parecía un TDE bastante normal, del que se han visto poco más de 100.
“No hubo nada en ese descubrimiento inicial que nos hiciera pensar que algo así iba a suceder años después”, dijo Cendes.
Un TDE ocurre cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro supermasivo. En el caso de AT2018hyz, el agujero negro reside en una galaxia bastante tranquila a 665 millones de años luz de distancia.
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Las fuerzas de marea, mediante las cuales un lado de la estrella siente una mayor atracción gravitacional del agujero negro que el lado opuesto, comienzan a estirar y desgarrar la estrella con una fuerza similar a un vicio, destrozándola efectivamente.
Durante algunos años después de su descubrimiento inicial, no le pasó gran cosa a AT2018hyz. Los astrónomos no están seguros de por qué, pero con las TDE suele haber un período de espera. Teniendo esto en cuenta, una hipótesis es que el material estelar triturado tarda un poco de tiempo en enrollarse alrededor del agujero negro y formar un disco de acreción.
Parte del material estelar cae en el agujero negro, pero gran parte es desviado del agujero negro por campos magnéticos.
Se vio que AT2018hyz volvió a cobrar vida en 2022, cuando de repente se volvió brillante en ondas de radio probablemente producidas por la radiación sincrotrón del chorro. Este jet es tan poderoso que Cendes incluso lo ha apodado “Jetty McJetface”, en referencia al famoso incidente de Boaty McBoatface, y actualmente es 50 veces más luminoso que cuando fue detectado originalmente. Ver un agujero negro seguir emitiendo tanta energía tantos años después de consumir una estrella se considera algo sin precedentes.
Otra ventaja de la explicación del jet es que resolvería el misterio de por qué la producción de energía sigue aumentando.
Cuando estos chorros se producen por primera vez, están altamente colimados con un ángulo de apertura estrecho, y si el chorro no apuntara directamente hacia nosotros, sino que estuviera en ángulo con nosotros, entonces no habríamos visto su explosión completa. Sin embargo, con el tiempo los chorros tienden a ampliarse.
“Y ahora está entrando en nuestra línea de visión a medida que el chorro se desacelera”, dice Cendes. “En cuanto a cómo se obtienen estos chorros relativistas de un TDE, nadie lo sabe con certeza, pero es un área activa de investigación. Probablemente tenga algo que ver con los campos magnéticos, pero claramente también es necesario que sucedan otras cosas o las veríamos más comúnmente en los TDE”.
Cendes ahora quiere buscar más de estos eventos excepcionalmente energéticos. Con la puesta en funcionamiento del Square Kilometer Array (SKA) en la próxima década, los astrónomos finalmente tendrán una herramienta que puede estudiar el cielo radioeléctrico con gran precisión y sensibilidad, encontrando potencialmente muchos más chorros de radio no sólo de TDE, sino también de galaxias que están activas con mayor regularidad.
Los hallazgos del equipo de Cendes se publicaron el 5 de febrero en The Astrophysical Journal.