Un agujero negro devorando a una estrella explica un evento superluminoso

17/12/2016

A principio de este año se presentó al lejano y extraordinariamente luminoso punto de luz llamado ASAAAN-15lh como la supernova más brillante de la historia, pero nuevas observaciones astronómicas ponen en duda esa clasificación. Un grupo de astrónomos propone que la fuente de este evento lumínico tan extremo y excepcional es un agujero negro rotando a gran velocidad mientras destroza una estrella que se ha aproximado demasiado.

La fuerza gravitatoria del agujero negro supermasivo desgarra a una estrella próxima, que es espaguetificada. Los choques entre los restos y el calor generado por la acreción desencadenaron una gran explosión de luz. / ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser

En el año 2015, el sondeo automatizado de búsqueda de supernovas en todo el cielo (ASAS-SN, por su siglas en inglés: All Sky Automated Survey for SuperNovae) detectó un evento, bautizado como ASASSN-15lh, que fue considerado como la supernova o explosión estelar más brillante jamás vista.

El estudio se publicó en Science en enero de este año, y el evento clasificado como supernova superluminosa, la explosión de una estrella extremadamente masiva al final de su vida. Era dos veces más brillante que la anterior poseedora del récord y, en su apogeo, era 20 veces más brillante que la luz total de toda la Vía Láctea.

Ahora, un equipo internacional, liderado por Giorgos Leloudas del Instituto Weizmann de Ciencias (Israel) y el Centro de Cosmología Oscura (Dinamarca), ha llevado a cabo más observaciones de la galaxia lejana en la que tuvo lugar la explosión (situada a unos 4.000 millones años luz de la Tierra) y ha propuesto una nueva explicación para este extraordinario evento.

"Tras el evento observamos la fuente durante 10 meses y hemos llegado a la conclusión de que la explicación no encaja con una supernova extraordinariamente brillante. Nuestros resultados indican que el evento fue causado, probablemente, por un agujero negro supermasivo que gira a mucha velocidad a medida que destruye a una estrella de baja masa", explica Leloudas.

En este escenario, las fuerzas gravitatorias extremas de un agujero negro supermasivo, situado en el centro de la galaxia anfitriona, han desgarrado a una estrella similar a nuestro Sol que se hallaba demasiado cerca (un evento denominado “evento de disrupción de marea” que hasta ahora solo se ha observado unas diez veces).

En el proceso, la estrella fue "espaguetificada" y los choques entre los restos y el calor generado por la acreción desencadenaron una explosión de luz. Esto dio al evento la apariencia de una explosión de supernova muy brillante, a pesar de que la estrella no se habría convertido en una supernova por sí misma dado que no tenía suficiente masa.

El equipo basa sus nuevas conclusiones en observaciones llevadas a cabo con una selección de telescopios, tanto en tierra como en el espacio. Entre ellos está el VLT (Very Large Telescope) en el Observatorio Paranal de ESO; el telescopio NTT (New Technology Telescope) en el Observatorio La Silla de ESO; y el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA. Las observaciones con el NTT se realizaron como parte del sondeo PESSTO de ESO (Public ESO Spectroscopic Survey of Transient Objects, sondeo espectroscópico público de ESO de objetos en tránsito).

"Hay varios aspectos independientes a las observaciones que sugieren que este evento fue, en efecto, una alteración de la marea y no una supernova superluminosa", explica el coautor Morgan Fraser, de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y ahora en la University College de Dublín (Irlanda).

¿Un evento de interrupción de marea?

En particular, los datos revelaron que el evento pasó por tres fases distintas durante los 10 meses de observaciones de seguimiento. El conjunto total de los datos es más parecido a lo que se espera de una interrupción de marea que a una supernova superluminosa.

Además, se ha observado un rebrote de brillo en luz ultravioleta, así como un aumento de temperatura, lo cual reduce la probabilidad de que se trate de una supernova. Por otro lado, el evento ha tenido lugar en un lugar –una galaxia roja, masiva y pasiva– que no es el habitual para estos eventos de explosión de supernova superluminosa, que suelen acontecer en galaxias enanas con formación estelar.

Aunque el equipo afirma que es muy poco probable que sea un evento de supernova, aceptan que un evento clásico de interrupción de marea tampoco es una explicación adecuada. Uno de los miembros del equipo, Nicholas Stone, de la Universidad de Columbia (EE UU), explica: "El evento de interrupción de marea que proponemos no puede explicarse con un agujero negro supermasivo que no gire. Nosotros argumentamos que ASASSN-15lh fue un evento de interrupción marea derivado de un tipo muy particular de agujero negro".

La masa de la galaxia anfitriona implica que el agujero negro supermasivo que se encuentra en su centro tiene una masa de, al menos, 100 millones de veces la del Sol. Un agujero negro de esta masa normalmente sería incapaz de interferir en estrellas más allá de su horizonte de sucesos, el límite a partir del cual nada es capaz de escapar de su atracción gravitatoria. Sin embargo, si el agujero negro es de un tipo particular que gira  rápidamente — un supuesto agujero negro de Kerr—, la situación cambia y este límite no se aplica.

"Incluso con todos los datos recogidos no podemos afirmar con un 100% de certeza que el evento ASASSN-15lh fuera un evento de interrupción de marea", concluye Leloudas, "pero es, de lejos, la explicación más probable".

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