Observan por primera vez la erupción de un agujero negro al destruir una estrella

MADRID (EP). Científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universidad de Turku (Finlandia), han observado por primera vez de manera directa la formación y expansión de un chorro de material expulsado por un agujero negro supermasivo tras destruir una estrella.

En el trabajo, cuyos resultados se han publicado en la revista 'Science', han colaborado investigadores de 26 instituciones internacionales, entre ellas el Centro de Astrobiología (centro mixto del CSIC y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial) y la Universidad de Valencia.

En enero de 2005 se detectó, en el núcleo de la galaxia en proceso de fusión 'Arp 299-B' (a casi 150 millones de años luz de la Tierra), un brillante destello que se consideró una explosión supernova.

El seguimiento con una red internacional de radiotelescopios, incluyendo la Red Europea de Interferometría (EVN), durante más de una década, permitió presenciar cómo el destello detectado a longitudes de onda de radio se expandía en una dirección (tal como se esperaría para un chorro) a una velocidad de unos 75.000 kilómetros por segundo, un cuarto de la velocidad de la luz.

La combinación de observaciones a distintas longitudes de onda durante todo este tiempo permitió al equipo descartar escenarios como una explosión de supernova o una explosión de rayos gamma, determinando que la explicación más probable era que el agujero negro supermasivo de 'Arp 299-B', con unos 20 millones de masas solares, hubiera desgarrado una estrella con una masa entre dos y seis veces la del Sol.

Según los modelos teóricos, en los eventos de disrupción por mareas, en los que un agujero negro desgarra una estrella, la mitad de la masa de la estrella es expulsada al espacio, mientras que la otra mitad es absorbida por el agujero negro supermasivo. La súbita inyección de material produce un brillante destello (visible en rayos gamma, rayos X y óptico), seguido de emisiones transitorias en radio y de la formación de un chorro de material que se mueve inicialmente a velocidades muy cercanas a la de la luz.

"Nunca antes se había podido observar directamente la formación y evolución de un chorro como consecuencia de este fenómeno", apunta el investigador del CSIC en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), Miguel Pérez-Torres.

Tal y como explica el científico Seppo Mattila, de la Universidad de Turku, con el paso del tiempo, el nuevo objeto se mantuvo brillante en las longitudes de onda infrarroja y de radio, pero no en las longitudes de onda visibles y de rayos X. "Esto se debe, probablemente, a que el polvo denso presente en el centro de la galaxia absorbió los rayos X y la luz visible y lo irradió como infrarrojo", añade.

Agujeros negros dormidos

La mayoría de las galaxias albergan en sus regiones centrales agujeros negros supermasivos, que contienen hasta miles de millones de veces la masa del Sol. Se trata de objetos con un campo gravitatorio tan intenso que ni la luz puede escapar, y muestran una estructura típica compuesta por un disco de gas y polvo (el disco de acrecimiento), que absorbe el material de su entorno y, en los casos en que el agujero negro se encuentra activo, un par de chorros de partículas a velocidades relativistas que emergen de los polos.

En cambio, según explica Pérez-Torres, los agujeros negros supermasivos pasan una gran cantidad de tiempo sin devorar nada, por lo que no están particularmente activos. Por tanto, los eventos de disrupción por mareas, como el ocurrido en 'Arp299-B', ofrecen una oportunidad única para estudiar la vecindad de estos poderosos objetos.

Así, debido a que las regiones centrales de las galaxias contienen mucho polvo, que absorbe la luz en rayos X y óptico, es posible que estos sucesos sean mucho más habituales pero hayan pasado desapercibidos, tal y como apunta Mattila. Se cree que estos eventos fueron más comunes en el universo temprano, por lo que su estudio contribuye a entender el entorno en el que se desarrollaron las galaxias hace miles de millones de años.