Esta ilustración muestra una interrupción de las mareas, que ocurre cuando una estrella que pasa se acerca demasiado a un agujero negro y se rompe en una corriente de gas. Parte del gas finalmente se deposita en una estructura alrededor del agujero negro llamada disco de acreción. Crédito:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA
Un satélite de la NASA que buscaba en el espacio nuevos planetas les dio a los astrónomos una visión inesperada de un agujero negro que estaba haciendo trizas una estrella.
Es una de las miradas más detalladas hasta ahora sobre el fenómeno, llamado evento de interrupción de las mareas (o TDE), y el primero para el satélite de estudio de exoplanetas en tránsito de la NASA (más comúnmente llamado TESS).
El hito se alcanzó con la ayuda de una red mundial de telescopios robóticos con sede en la Universidad Estatal de Ohio llamada ASAS-SN (All-Sky Automated Survey for Supernovae). Astrónomos de los Observatorios Carnegie, Ohio State y otros publicaron sus hallazgos hoy en El diario astrofísico .
"Hemos estado monitoreando de cerca las regiones del cielo donde TESS está observando con nuestros telescopios ASAS-SN, pero tuvimos mucha suerte con este evento en que el parche del cielo donde TESS está observando continuamente es pequeño, y dado que este resultó ser uno de los TDE más brillantes que hemos visto, "dijo Patrick Vallely, coautor del estudio y becario de investigación de posgrado de la National Science Foundation en el estado de Ohio. "Debido al rápido descubrimiento de ASAS-SN y los increíbles datos de TESS, pudimos ver este TDE mucho antes que otros; nos da una nueva perspectiva de cómo se forman los TDE ".
Los eventos de interrupción de las mareas ocurren cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro. Dependiendo de varios factores, incluido el tamaño de la estrella, el tamaño del agujero negro y qué tan cerca está la estrella del agujero negro, el agujero negro puede absorber la estrella o romperla en un largo, hebra parecida a un espagueti.
"Los datos de TESS nos permiten ver exactamente cuándo este evento destructivo, llamado ASASSN-19bt, comenzó a ponerse más brillante, que nunca antes habíamos podido hacer, "dijo Thomas Holoien, becario Carnegie en los Observatorios Carnegie en Pasadena, California, quien obtuvo su Ph.D. en el estado de Ohio. "Debido a que descubrimos la interrupción de las mareas rápidamente con el ASAS-SN terrestre, pudimos desencadenar observaciones de seguimiento de múltiples longitudes de onda en los primeros días. Los primeros datos serán increíblemente útiles para modelar la física de estos estallidos ".
ASAS-SN fue el primer sistema en ver que un agujero negro estaba destrozando una estrella. Holoien estaba trabajando en el Observatorio Las Campanas en Chile el 29 de enero, 2019, cuando recibió una alerta de uno de los telescopios robóticos de ASAS-SN en Sudáfrica. Holoien entrenó dos telescopios Las Campanas en el evento de interrupción de las mareas y luego solicitó observaciones de seguimiento por otros telescopios en todo el mundo.
TESS ya estaba monitoreando la parte exacta del cielo donde el telescopio ASAS-SN descubrió el evento de interrupción de las mareas. No fue solo buena suerte que los telescopios y el satélite se alinearan, después del lanzamiento de TESS en julio de 2018, el equipo detrás de ASAS-SN dedicó más tiempo de los telescopios ASAS-SN a las partes del cielo que TESS estaba observando.
Pero fue una suerte que el evento de interrupción de las mareas ocurriera en la línea de visión de los sistemas, dijo Chris Kochanek, profesor de astronomía en el estado de Ohio.
Las interrupciones de las mareas son raras, ocurre una vez cada 10, 000 a 100, 000 años en una galaxia del tamaño de la Vía Láctea. Supernovas en comparación, suceden aproximadamente cada 100 años. Los científicos han observado alrededor de 40 eventos de interrupción de las mareas a lo largo de la historia (ASAS-SN ve algunos por año). Los eventos son raros Kochanek dijo:sobre todo porque las estrellas necesitan estar muy cerca de un agujero negro, aproximadamente a la distancia que la Tierra está de nuestro propio sol, para poder crear uno.
"Imagina que estás en lo alto de un rascacielos en el centro, y dejas caer una canica de la parte superior, y está tratando de hacer que caiga por un agujero en la tapa de una alcantarilla, ", dijo." Es más difícil que eso ".
Y debido a que ASAS-SN detectó temprano el evento de interrupción de las mareas, Holoien pudo entrenar telescopios adicionales en el evento, capturando un aspecto más detallado de lo que hubiera sido posible antes. Los astrónomos podrían entonces mirar los datos de TESS, que, porque vino de un satélite en el espacio, no estuvo disponible hasta unas semanas después del evento, para ver si podían detectar el evento en el período previo. Los datos de TESS significaron que podían ver signos del evento de interrupción de las mareas en los datos de aproximadamente 10 días antes de que ocurriera.
Después de pasar demasiado cerca de un agujero negro supermasivo, la estrella en la concepción de este artista se rompe en una fina corriente de gas, que luego se tira hacia atrás alrededor del agujero negro y se golpea contra sí mismo, creando un choque brillante y expulsando más material caliente. Crédito:Robin Dienel cortesía de Carnegie Institution for Science
"Los primeros datos de TESS nos permiten ver la luz muy cerca del agujero negro, mucho más cerca de lo que hemos podido ver antes, ", Dijo Vallely." También nos muestran que el aumento de brillo de ASASSN-19bt fue muy suave, lo que nos ayuda a decir que el evento fue una interrupción de la marea y no otro tipo de arrebato, como desde el centro de una galaxia o una supernova ".
El equipo de Holoien utilizó datos ultravioleta del Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA, el más temprano visto hasta ahora de una interrupción de las mareas, para determinar que la temperatura se redujo en aproximadamente un 50%. desde alrededor de 71, 500 a 35, 500 grados Fahrenheit (40, 000 a 20, 000 grados Celsius), durante unos días. Es la primera vez que se ha visto una disminución tan temprana de la temperatura en una interrupción de las mareas antes, aunque algunas teorías lo han predicho, Dijo Holoien.
Más típico de este tipo de eventos fue el bajo nivel de emisión de rayos X visto por Swift. Los científicos no comprenden completamente por qué las interrupciones de las mareas producen tanta emisión de rayos ultravioleta y tan pocos rayos X.
Los astrónomos creen que el agujero negro supermasivo que generó ASASSN-19bt pesa alrededor de 6 millones de veces la masa del sol. Se encuentra en el centro de una galaxia llamada 2MASX J07001137-6602251 ubicada a unos 375 millones de años luz de distancia en la constelación de Volans. La estrella destruida pudo haber sido similar en tamaño a nuestro sol.
