Un telescopio mira hacia la oscuridad del espacio profundo. De repente, aparece un brillante destello de luz que no estaba allí antes. ¿Qué podría ser? Una supernova? ¿Dos estrellas masivamente densas fusionándose? Tal vez un estallido de rayos gamma?
Hace cinco años, los investigadores que usaban el telescopio ROTSE IIIb en el Observatorio McDonald notaron tal evento. Pero lejos de ser una explosión estelar común o una fusión de estrellas de neutrones, los astrónomos creen que esta pequeña llamarada fue, de hecho, evidencia de un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia distante, rompiendo una estrella en pedazos .
Los astrónomos de McDonald habían estado usando el telescopio para escanear los cielos en busca de destellos nacientes durante años, como parte del Proyecto de Verificación de Supernovas ROTSE (SNVP). Y a primera vista, el evento visto a principios de 2009, que las investigaciones apodaron "Dougie", se parecía a muchas de las otras supernovas que habían descubierto en el transcurso del proyecto. Con un brillo absoluto de 22.5 grados de magnitud, el evento se ajustó directamente a la clase de supernovas superluminosas con las que los investigadores ya estaban familiarizados.
Pero a medida que pasaba el tiempo y llegaban más datos sobre Dougie, los astrónomos comenzaron a cambiar de opinión. Las observaciones de rayos X realizadas por el satélite en órbita Swift y los espectros ópticos tomados por el telescopio Hobby-Eberly de McDonald revelaron una curva de luz en evolución y una composición química que no encajaba con las simulaciones por computadora de supernovas superluminosas. Del mismo modo, Dougie no parecía ser una fusión de estrellas de neutrones, que habría alcanzado la luminosidad máxima mucho más rápido de lo que se observó, o una explosión de rayos gamma, que, incluso en ángulo, habría aparecido mucho más brillante en la luz de rayos X .
Eso dejaba solo una opción: el llamado "evento de interrupción de las mareas", o la carnicería y espaguetización que ocurre cuando una estrella se acerca demasiado al horizonte de un agujero negro. J. Craig Wheeler, jefe del grupo de supernovas de la Universidad de Texas en Austin y miembro del equipo que descubrió a Dougie, explicó que a distancias cortas, la gravedad de un agujero negro ejerce un tirón mucho más fuerte en el lado de la estrella más cercana a que en el lado opuesto de la estrella. Explicó: "Estas mareas especialmente grandes pueden ser lo suficientemente fuertes como para sacar la estrella en un fideo".
El equipo refinó sus modelos del evento y llegó a una conclusión sorprendente: habiendo atraído el material estelar de Dougie un poco más rápido de lo que podía manejar, el agujero negro ahora se estaba "ahogando" en su última comida. Esto se debe a un principio astrofísico llamado Límite de Eddington, que establece que un agujero negro de un tamaño determinado solo puede manejar tanto material que cae. Una vez alcanzado este límite, cualquier ingesta adicional de materia ejerce más presión externa de la que la gravedad del agujero negro puede compensar. Este aumento de presión tiene una especie de efecto de rebote, arrojando material del disco de acreción del agujero negro junto con calor y luz. Tal explosión de energía representa al menos parte del brillo de Dougie, pero también indica que la estrella moribunda original, una estrella no muy diferente a nuestro propio Sol, no se hundiría sin luchar.
Combinando estas observaciones con las matemáticas del límite de Eddington, los investigadores estimaron que el tamaño del agujero negro es de aproximadamente 1 millón de masas solares, un agujero negro bastante pequeño, en el centro de una galaxia bastante pequeña, a tres mil millones de años luz de distancia. Descubrimientos como estos no solo permiten a los astrónomos comprender mejor la física de los agujeros negros, sino también las propiedades de sus galaxias domésticas, a menudo sin pretensiones. Después de todo, reflexionó Wheeler, "¿Quién sabía que este pequeño tenía un agujero negro?"
Para obtener una visión simulada de Dougie por ti mismo, mira la increíble animación a continuación, cortesía del miembro del equipo James Guillochon:
La investigación se publica en la edición de este mes de The Astrophysical Journal. Una preimpresión del documento está disponible aquí.
