En un descubrimiento innovador, los investigadores han revelado un evento notable que involucra a una de las estrellas más masivas del universo, que parece haber sufrido un destino inesperado y violento. En lugar de terminar su vida con una explosión de supernova, la estrella fue arrastrada demasiado cerca de un agujero negro supermasivo, lo que resultó en un proceso que gradualmente la desgarró y la consumió.
Este extraordinario fenómeno se detalla en un estudio reciente publicado en Nature Astronomy, que destaca lo que se cree que es el estallido de energía más poderoso y distante jamás observado en un agujero negro supermasivo. La primera detección de este raro evento ocurrió en 2018 a través de Zwicky Transient Facility (ZTF), un estudio del cielo apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. y realizado en el Observatorio Palomar de Caltech. La erupción también fue monitoreada por Catalina Real-Time Transient Survey, otro proyecto financiado por NSF. Los investigadores observaron que el estallido mostró un sorprendente aumento en el brillo: 40 veces más brillante en tan solo unos meses, culminando en un brillo que superó los estallidos anteriores de agujeros negros en un factor de 30, equivalente al brillo emitido por 10 billones de soles en su apogeo.
El agujero negro responsable de la explosión, identificado como J2245+3743, está clasificado como un núcleo galáctico activo (AGN) y se estima que tiene una masa de aproximadamente 500 millones de veces la de nuestro Sol. Ubicado a unos 10 mil millones de años luz de la Tierra, este evento ofrece una visión del universo durante sus años de formación. Como señala Matthew Graham, autor principal del estudio y profesor de investigación en Caltech: «Las energías muestran que este objeto está muy lejos y es muy brillante. Esto no se parece a ningún AGN que hayamos visto».
Mientras los investigadores continúan observando este estallido que se desvanece, afirman que el agujero negro se encuentra en un estado en el que se está tragando activamente una estrella que se aventuró demasiado cerca, un fenómeno conocido como evento de perturbación de marea (TDE). Esto sucede cuando una estrella es abrumada por la gravedad de un agujero negro supermasivo y luego se fragmenta. Los hallazgos sugieren que la estrella en cuestión tenía al menos 30 veces la masa del Sol, significativamente más grande que cualquier TDE registrada anteriormente.
La mayoría de los aproximadamente 100 TDE conocidos no se encuentran en sistemas AGN, ya que estos entornos suelen contener discos densos y arremolinados de material que pueden oscurecer tales eventos. Sin embargo, el resplandor de J2245+3743 lo hizo detectable en el contexto de su brillante entorno. Las observaciones iniciales con el Telescopio Hale de 200 pulgadas, identificado inicialmente en 2018, no indicaron anomalías, pero en 2023 las observaciones de seguimiento revelaron su extraordinario brillo y su brillo persistente.
Los investigadores enfrentaron desafíos para confirmar la naturaleza de la erupción, creyendo inicialmente que la luz podría haber estado dirigida a la Tierra. Sin embargo, el análisis de los datos del anterior Explorador de Infrarrojos de Campo Amplio (WISE) de la NASA refutó esta teoría y reforzó la conclusión de que J2245+3743 representa un evento de explosión de agujero negro sin precedentes.
Al investigar los orígenes de esta brillante explosión, el equipo de investigación determinó que las supernovas convencionales no podían explicar el brillo observado. En cambio, los datos son consistentes con la idea de un agujero negro supermasivo desmantelando metódicamente una estrella colosal. Según el coautor KE Saavik Ford, «las estrellas de este tamaño son raras, pero creemos que las estrellas en el disco de un AGN podrían hacerse más grandes». Las implicaciones de esta investigación sugieren que podrían estar ocurriendo otros eventos similares en todo el universo.
Los hallazgos ofrecen perspectivas interesantes para futuras investigaciones, ya que el equipo planea examinar datos adicionales de ZTF para identificar otros casos de perturbaciones de mareas gigantes. El Observatorio Vera C. Rubin, cuyo objetivo es mejorar las capacidades de observación, puede ayudar aún más a descubrir más de estos extraordinarios fenómenos cósmicos.
El esfuerzo de investigación colaborativa fue apoyado por varias instituciones y fundaciones, involucrando a un equipo que incluía miembros de Caltech, CUNY, NASA y otras organizaciones. Su experiencia y recursos combinados han contribuido significativamente a esta comprensión transformadora del comportamiento de los agujeros negros y los ciclos de vida de las estrellas masivas.
