Por primera vez, Los astrónomos obtuvieron imágenes directas de la formación y expansión de un chorro de material en rápido movimiento expulsado cuando la poderosa gravedad de un agujero negro supermasivo desgarró una estrella que vagaba demasiado cerca del monstruo cósmico.

Los científicos rastrearon el evento con telescopios de radio e infrarrojos, incluido el Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation, en un par de galaxias en colisión llamadas Arp 299, casi 150 millones de años luz de la Tierra. En el centro de una de las galaxias, un agujero negro 20 millones de veces más masivo que el Sol destrozó una estrella con más del doble de la masa del Sol, desencadenando una cadena de hechos que revelaron detalles importantes del violento encuentro.

Solo un pequeño número de tales muertes estelares, llamados eventos de interrupción de las mareas, o TDE, han sido detectados, aunque los científicos han planteado la hipótesis de que pueden ser una ocurrencia más común. Los teóricos sugirieron que el material extraído de la estrella condenada forma un disco giratorio alrededor del agujero negro, emitiendo rayos X intensos y luz visible, y también lanza chorros de material hacia afuera desde los polos del disco a casi la velocidad de la luz.

"Nunca antes habíamos podido observar directamente la formación y evolución de un jet a partir de uno de estos eventos, "dijo Miguel Pérez-Torres, del Instituto de Astrofísica de Andalucía en Granada, España.

La primera indicación llegó el 30 de enero, 2005, cuando los astrónomos que usaban el telescopio William Herschel en las Islas Canarias descubrieron un estallido brillante de emisión infrarroja proveniente del núcleo de una de las galaxias en colisión en Arp 299. El 17 de julio, 2005, el VLBA reveló un nuevo, fuente distinta de emisión de radio desde el mismo lugar.

"Con el paso del tiempo, el nuevo objeto se mantuvo brillante en longitudes de onda infrarroja y de radio, pero no en luz visible y rayos X, "dijo Seppo Mattila, de la Universidad de Turku en Finlandia. "La explicación más probable es que el gas interestelar espeso y el polvo cerca del centro de la galaxia absorbieron los rayos X y la luz visible, luego lo re-irradió como infrarrojos, ", agregó. Los investigadores utilizaron el telescopio óptico nórdico en las Islas Canarias y el telescopio espacial Spitzer de la NASA para seguir la emisión infrarroja del objeto.

Observaciones continuas con el VLBA, la red europea VLBI (EVN), y otros radiotelescopios, llevado a cabo durante casi una década, mostró la fuente de emisión de radio expandiéndose en una dirección, tal como se esperaba de un jet. La expansión medida indicó que el material en el chorro se movía a un promedio de un cuarto de la velocidad de la luz. Afortunadamente, las ondas de radio no se absorben en el núcleo de la galaxia, pero encontrar su camino a través de él para llegar a la Tierra.

Estas observaciones utilizaron múltiples antenas de radiotelescopios, separados por miles de millas, para ganar el poder resolutivo, o la capacidad de ver los detalles finos, necesario para detectar la expansión de un objeto tan distante. El paciente, La recopilación de datos de años recompensó a los científicos con la evidencia de un jet.

La mayoría de las galaxias tienen agujeros negros supermasivos, que contiene de millones a miles de millones de veces la masa del Sol, en sus núcleos. En un agujero negro la masa está tan concentrada que su atracción gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Cuando esos agujeros negros supermasivos extraen activamente material de su entorno, ese material forma un disco giratorio alrededor del agujero negro, y se lanzan chorros de partículas ultrarrápidos hacia el exterior. Este es el fenómeno que se observa en las radiogalaxias y los cuásares.

"La mayoria del tiempo, sin embargo, Los agujeros negros supermasivos no están devorando activamente nada, por lo que están en un estado de silencio, "Explicó Pérez-Torres." Los eventos de interrupción de las mareas pueden brindarnos una oportunidad única para avanzar en nuestra comprensión de la formación y evolución de los chorros en las proximidades de estos poderosos objetos, "añadió.

"Debido al polvo que absorbió la luz visible, este evento particular de interrupción de las mareas puede ser solo la punta del iceberg de lo que hasta ahora ha sido una población oculta, "Mattila dijo." Al buscar estos eventos con infrarrojos y radiotelescopios, es posible que podamos descubrir muchos más, y aprende de ellos, " él dijo.

Tales eventos pueden haber sido más comunes en el Universo distante, por lo que estudiarlos puede ayudar a los científicos a comprender el entorno en el que se desarrollaron las galaxias hace miles de millones de años.

El descubrimiento, los científicos dijeron, fue una sorpresa. La explosión de infrarrojos inicial se descubrió como parte de un proyecto que buscaba detectar explosiones de supernovas en estos pares de galaxias en colisión. Arp 299 ha visto numerosas explosiones estelares, y ha sido apodada una "fábrica de supernovas". Este nuevo objeto originalmente se consideró una explosión de supernova. Solo en 2011, seis años después del descubrimiento, la parte emisora ​​de radio comenzó a mostrar un alargamiento. El seguimiento posterior mostró que la expansión estaba creciendo, confirmando que lo que los científicos están viendo es un jet, no una supernova.

Mattila y Perez-Torres dirigieron un equipo de 36 científicos de 26 instituciones de todo el mundo en las observaciones de Arp 299. Publicaron sus hallazgos en la edición en línea del 14 de junio de la revista. Ciencias .