Los astrónomos capturan un agujero negro devorando una estrella en un ‘frenesí de sobrealimentación’

Los astrónomos capturan un agujero negro devorando una estrella en un ‘frenesí de sobrealimentación’
Acercarse / Ilustración de una estrella aplanada mientras es succionada por un agujero negro supermasivo durante un evento de perturbación de marea (TDE).

eso / m. comensal

A principios de este año, los astrónomos captaron una señal inusualmente brillante en los sistemas de rayos X, ópticos y de radio, denominada AT 2022cmc. Ahora han determinado que la fuente más probable de esta señal es un agujero negro supermasivo que devora una estrella en un “frenesí de hiperalimentación”, arrojando chorros de materia en lo que se conoce como evento de perturbación de marea (TDE). de acuerdo a nueva hoja Publicado en la revista Nature Astronomy, es uno de los libros récord: el en la máxima medida así Hasta ahora, está a unos 8.500 millones de años luz de distancia.

Los autores estiman que el chorro de TDE viaja al 99,99 por ciento de la velocidad de la luz, lo que significa que el agujero negro realmente está sacudiendo su reconfiguración estelar. “Probablemente esté devorando la estrella a un ritmo de la mitad de la masa del sol por año”. dijo el coautor Dheeraj “DJ” Pasham de la Universidad de Birmingham. “Muchas alteraciones de las mareas ocurren desde el principio, y pudimos detectar este evento desde el principio, una semana después de que el agujero negro comenzara a alimentarse de la estrella”.

como somos mencioné anteriormenteEs un error común pensar que los agujeros negros se comportan Como aspiradoras cósmicasAbsorben con avidez cualquier sustancia a su alrededor. De hecho, solo los objetos más allá del horizonte de eventos, incluida la luz, son tragados y no pueden escapar, aunque los agujeros negros también son comedores caóticos. Esto significa que parte de la materia del cuerpo es expulsada en un potente chorro.

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Si este objeto es una estrella, el proceso de desgarrarlo (o “desgarrarlo”) por las poderosas fuerzas gravitatorias del agujero negro ocurre fuera del horizonte de sucesos, y parte de la masa original de la estrella es expulsada violentamente hacia afuera. Y este, a su vez, puede formarse anillo giratorio de materia (también conocido como disco acumulador) alrededor del agujero negro que emite potentes rayos X y luz visible, y a veces ondas de radio. El físico John Wheeler describió una vez los TDE que fluyen como “un tubo de pasta de dientes pegado con fuerza alrededor de su centro”, con material que sale a chorros por cada extremo. TDE es una forma en que los astrónomos pueden inferir indirectamente la presencia de un agujero negro.

Por ejemplo, en 2018, los astrónomos anunciaron Primera foto en vivo Las consecuencias de una estrella desgarrada por un agujero negro 20 millones de veces más masivo que nuestro Sol se encuentran en un par de galaxias en colisión llamadas Arp 299, a unos 150 millones de años luz de la Tierra. Un año después, los astrónomos anotaron Los últimos estertores de la muerte de una estrella triturada por un agujero negro supermasivo, llamado AT 2019qiz, que proporcionó la primera evidencia directa de que el gas que fluye durante la turbulencia y la acreción produce poderosas emisiones de luz y radio observadas anteriormente. En enero, los astrónomos detectaron un segundo candidato TDE en el sistema de radio (llamado J1533+2727) en los datos de archivo recopilados por el telescopio Very Large Array (VLA) en Nuevo México.

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Un agujero negro devora una estrella que se acerca demasiado.  En casos muy raros, esto también puede causar que los chorros se muevan casi a la velocidad de la luz generando la luz que nuestros telescopios detectan en muchas frecuencias.  AT2022cmc es el evento más distante registrado hasta la fecha.
Acercarse / Un agujero negro devora una estrella que se acerca demasiado. En casos muy raros, esto también puede causar que los chorros se muevan casi a la velocidad de la luz generando la luz que nuestros telescopios detectan en muchas frecuencias. AT2022cmc es el evento más distante registrado hasta la fecha.

Accesorio de tránsito Zwicky / R. Dolor (Caltech/IPAC)

Los astrónomos lo vieron por primera vez en 2022 cc en febrero y Inmediatamente transformado Múltiples telescopios trabajan en una amplia gama de longitudes de onda hacia la fuente. Estos instrumentos incluían un telescopio de rayos X a bordo de la Estación Espacial Internacional llamado Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER). La señal brillante, calculada como el equivalente de la luz de 1.000 billones de soles, podría haber sido un estallido de rayos gamma del colapso de una estrella masiva. Pero los datos revelaron una fuente 100 veces más poderosa que el estallido de rayos gamma más poderoso conocido.

“Nuestro espectro nos dijo que la fuente estaba caliente: alrededor de 30.000 grados, lo que es típico para un TDE”. dijo el coautor Matt Nicholl de la Universidad de Birmingham. “Pero también vimos algo de absorción de luz por parte de la galaxia donde ocurrió este evento. Estas líneas de absorción se desplazaron dramáticamente hacia longitudes de onda rojas, lo que nos dice que esta galaxia estaba mucho más lejos de lo que esperábamos”.

Debido al brillo y la mayor duración de AT 2022cmc, los astrónomos han llegado a la conclusión de que debe estar alimentado por un agujero negro supermasivo. Los datos de rayos X también indicaron un “episodio de acumulación extrema”. Fue entonces cuando se forma un vórtice de escombros cuando la desafortunada estrella cae en el agujero negro. Pero el brillo siguió siendo una sorpresa, dada la distancia de la fuente a la Tierra. Los autores atribuyen esto a algo llamado “mejora Doppler”, que ocurre cuando el avión se dirige directamente hacia el suelo, de manera muy similar a cómo se amplifica una sirena que pasa. AT 2022cmc es el cuarto TDE mejorado solo con Doppler hasta la fecha; El último fue presentado en 2011.

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Un agujero negro arroja materia cercana a la velocidad de la luz a más de la mitad del camino a través del universo.

DOI: Astronomía de la Naturaleza, 2022. 10.1038 / s41550-022-01820-x (Acerca de los DOI).

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