La estrella capturada ha experimentado varios encuentros cercanos con un agujero negro supermasivo en una galaxia lejana, e incluso puede haber escapado de la trituración de materia debido a sus enormes fuerzas de marea gravitatorias.
destruir un estrella por las fuerzas gravitatorias de agujero negro gigante Es un asunto violento conocido como evento de perturbación de marea (TDE). El gas se arranca de la estrella y se somete a un proceso de «espagitación», donde se corta y se estira en corrientes de material caliente que fluyen alrededor. Agujero negro, formando un disco de acreción muy brillante y temporal. Desde nuestro punto de vista, el centro galaxia El agujero negro supermasivo parece estar brillando.
El 8 de septiembre de 2018, el Estudio Automatizado de Supernovas de Todo el Cielo (ASASSN) detectó un resplandor en el núcleo de una galaxia distante a 893 millones de años luz de distancia. La bengala se clasificó como AT2018fyk y tenía todas las características de un TDE. Varios telescopios de rayos X, incluidos los telescopios de la NASA Rápidoen Europa XMM-Newtonla Bonito Instrumento instalado en la Estación Espacial Internacional, alemán AerositaTenga en cuenta que el agujero negro está brillando intensamente. Normalmente, los TDE muestran una suave disminución del brillo durante varios años, pero cuando los astrónomos observaron AT2018fyk unos 600 días después de su primera observación, los rayos X desaparecieron rápidamente. Aún más desconcertante, 600 días después de eso, el agujero negro volvió a entrar en erupción repentinamente. ¿Qué sucedió?
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«Hasta ahora, la suposición ha sido que cuando vemos las consecuencias de un encuentro cercano entre una estrella y un agujero negro supermasivo, el resultado será fatal para la estrella, es decir, la estrella se destruirá por completo», dijo Thomas Weavers, astrónomo del Observatorio Europeo Austral y autor de una nueva investigación sobre el evento. , en un declaración. «Pero a diferencia de todos los otros TDE que conocemos, cuando apuntamos nuestros telescopios al mismo lugar nuevamente varios años después, descubrimos que habían vuelto a brillar».
Wevers dirigió un equipo de astrónomos que se dio cuenta de que las llamaradas repetidas eran una firma de una estrella que sobrevivió a un TDE y completó otra órbita para un segundo TDE. Para explicar completamente lo que estaban observando, el grupo de Wevers desarrolló un modelo de «TDE recurrente parcial».
En su modelo, la estrella fue una vez miembro de la sistema binario que pasó cerca del agujero negro en el centro de su galaxia. La gravedad del agujero negro empujó a una de las estrellas y se convirtió en un desbocado estrella de velocidad Corre a 600 millas (1000 km) por segundo fuera de la galaxia. La otra estrella quedó estrechamente unida al agujero negro, en una órbita elíptica de 1.200 días que la llevó hacia lo que los científicos llaman radio de marea: la distancia desde el agujero negro en la que la estrella comienza a desgarrarse por las mareas gravitatorias que emanan de él. el agujero negro.
Debido a que la estrella no estaba dentro de su radio de marea, solo parte de su material fue despojado, dejando un denso núcleo estelar que continuó en su órbita alrededor del agujero negro. Se necesitan aproximadamente 600 días para que el material que el agujero negro extrae de una estrella forme un disco de acreción, por lo que cuando los astrónomos vieron el brillo del sistema, la estrella estaba a salvo, cerca del punto más lejano de su órbita.
Pero cuando el núcleo de la estrella comenzó a acercarse nuevamente al agujero negro, aproximadamente 1200 días después de su primer encuentro, la estrella comenzó a recuperar parte de su material nuevamente del disco de acreción, lo que provocó que la emisión de rayos X se extinguiera repentinamente. «Cuando el núcleo regresa al agujero negro, básicamente roba todo el gas del agujero negro a través de la gravedad y, como resultado, no se acumula materia, por lo que el sistema se oscurece», dijo Dheeraj Pasham, coautor. del estudio y astrofísico en la revista Science del Instituto Tecnológico de Massachusetts, según comunicado.
Pero el agujero negro gravedad Rápidamente le devuelve el favor y roba más artículos a medida que se acerca la estrella. Como sucedió durante el encuentro inicial, hay un retraso de 600 días desde que el agujero negro se alimenta de la estrella hasta la formación del disco de acreción, lo que explica por qué el brillo de rayos X se reinició cuando eso sucedió.
Desde la órbita de la estrella, el equipo de Wavers estimó que el agujero negro tiene unas 80 millones de veces la masa de nuestro Sol, o unas 20 veces la masa del agujero negro en el centro de nuestro planeta. Vía lácteaY arco a*.
El equipo de Weavers no tendrá que esperar mucho para ver si la teoría resulta ser cierta. Los científicos esperan que AT2018fyk se oscurezca nuevamente en agosto, cuando el núcleo de la estrella se vuelva a encender, y que se vuelva más brillante en marzo de 2025, cuando comience a acumularse nuevo material en el agujero negro.
Sin embargo, existe una complicación potencial en la cantidad de masa que la estrella ha perdido en el agujero negro. La cantidad de masa perdida depende en parte de la velocidad de rotación de la estrella, a la que puede estar afectando el agujero negro. Si la estrella girara lo suficientemente rápido como para romperse, el agujero negro fácilmente robaría material, lo que aumentaría la pérdida de masa.
«Si la pérdida de masa es solo del 1 %, esperaríamos que la estrella sobreviviera a muchos más encuentros, mientras que si está más cerca del 10 %, es posible que la estrella ya haya sido destruida», dijo Eric Coughlin, coautor del estudio. estudio de la Universidad de Syracuse en Nueva York, dijo en el comunicado.
Independientemente, los TDE parciales repetidos y los TDE brindan una rara ventana a la vida de los agujeros negros supermasivos que normalmente no podemos detectar porque están dormidos. Esto es importante para medir su masa y determinar algo sobre cómo evolucionaron los agujeros negros, y luego cómo evolucionó la galaxia alrededor del agujero negro a lo largo de la historia cósmica.
Los resultados fueron presentados en la 241ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana y publicados en Cartas de revistas astrofísicasambos el 12 de enero.
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