Los astrónomos pueden haber visto una estrella tragarse un agujero negro y explotar

Por primera vez, los astrónomos han capturado pruebas sólidas de un raro canibalismo cósmico doble: una estrella que se traga un objeto compacto como un agujero negro o una estrella de neutrones. A su vez, ese objeto engulló el núcleo de la estrella, haciendo que explotara y dejara solo un agujero negro.

Los primeros indicios del espantoso evento, descrito en el 3 de septiembre Ciencias, vino de Very Large Array (VLA), un radiotelescopio que consta de 27 enormes antenas en el desierto de Nuevo México cerca de Socorro. Durante las exploraciones del observatorio del cielo nocturno en 2017, una explosión de energía de radio tan brillante como la estrella en explosión más brillante, o supernova, vista desde la Tierra, apareció en una galaxia enana formadora de estrellas a aproximadamente 500 millones de años luz de distancia.

“Pensamos, ‘Vaya, esto es interesante’”, dice Dillon Dong, astrónomo de Caltech.

Él y sus colegas hicieron observaciones de seguimiento de la galaxia utilizando el VLA y uno de los telescopios del Observatorio WM Keck en Hawai, que ve con la misma luz óptica que nuestros ojos. El telescopio Keck captó una salida luminosa de material arrojándose en todas direcciones a 3,2 millones de kilómetros por hora desde una ubicación central, lo que sugiere que una explosión energética había ocurrido allí en el pasado.

Luego, el equipo encontró una fuente de rayos X extremadamente brillante en los datos de archivo del telescopio Monitor of All Sky X-ray Image (MAXI), un instrumento japonés que se encuentra en la Estación Espacial Internacional. Este estallido de rayos X estaba en el mismo lugar que el de la radio, pero se había observado en 2014.

Al juntar los datos, Dong y sus colegas piensan que esto es lo que sucedió: hace mucho tiempo, un par binario de estrellas nació orbitando entre sí; uno murió en una supernova espectacular y se convirtió en una estrella de neutrones o en un agujero negro. A medida que la gravedad acercó los dos objetos, la estrella muerta entró en las capas externas de su hermano estelar más grande.

El objeto compacto giró en espiral dentro de la estrella aún viva durante cientos de años, y finalmente bajó y luego se comió el núcleo de su compañero. Durante este tiempo, la estrella más grande arrojó grandes cantidades de gas y polvo, formando una capa de material alrededor del dúo.

En el centro de la estrella viviente, las fuerzas gravitacionales y las complejas interacciones magnéticas derivadas de la masticación de la estrella muerta lanzaron enormes chorros de energía, recogidos como un destello de rayos X en 2014, además de provocar la explosión de la estrella más grande. Los escombros de la detonación se estrellaron con una velocidad colosal en el caparazón de material circundante, generando la luz óptica y de radio.

Si bien los teóricos han imaginado previamente tal escenario, apodado una supernova de colapso del núcleo provocada por la fusión, esto parece representar la primera observación directa de este fenómeno, dice Dong.

«Han hecho un trabajo de detective bastante bueno utilizando estas observaciones», dice Adam Burrows, astrofísico de la Universidad de Princeton que no participó en el nuevo estudio. Él dice que los hallazgos deberían ayudar a limitar el tiempo de un proceso llamado evolución de envolvente común, en el que una estrella se sumerge dentro de otra. Tales etapas en la vida de las estrellas son relativamente breves en el tiempo cósmico y difíciles de observar y simular. La mayoría de las veces, la pareja envolvente muere antes de que se consuma su núcleo, lo que lleva a dos objetos compactos como enanas blancas, estrellas de neutrones o agujeros negros que orbitan entre sí.

Las etapas finales de estos sistemas son exactamente lo que los observatorios como el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser avanzado, o LIGO, detectan al capturar las ondas del espacio-tiempo, dice Dong (SN: 4/8/21). Ahora que los astrónomos saben buscar estas múltiples líneas de evidencia, espera que encuentren más ejemplos de este extraño fenómeno.

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