Una estrella ha sido obliterada por un agujero negro supermasivo errante

En 2024, un sistema diseñado para detectar fenómenos de brillo repentino descubrió algo extraño. Sin embargo, el sistema automatizado destinado a identificar el objeto no pudo determinar qué estaba observando. Casi un año después, sabemos que se trataba del primer evento de perturbación de marea -en el que una estrella es desgarrada por un agujero negro supermasivo- observado en luz visible. Excepcionalmente, el agujero negro no se encuentra en el centro de la galaxia. En su lugar, reside un objeto aún más masivo, que consume materia activamente al mismo tiempo.

El objeto, ahora denominado AT2024tvd, fue hallado por la Zwicky Transient Facility, que escanea el cielo boreal cada dos días. Su software detecta cambios bruscos de brillo, incluidos los fenómenos de perturbación de marea en los que una estrella es desgarrada por un agujero negro supermasivo.

La inusual ubicación de AT2024tvd desafía los patrones típicos de los eventos de disrupción de marea

Normalmente, los agujeros negros supermasivos se encuentran en el centro de las galaxias. Como resultado, el software de exploración sólo identifica algo como un posible evento de perturbación de marea si coincide con una fuente de luz anterior en la misma ubicación. Este no era el caso de AT2024tvd, que parecía estar a más de 2.500 años luz del centro de la galaxia. Por este motivo, el software no lo señaló como un posible evento de perturbación de mareas, y no fue hasta una investigación más profunda cuando la gente se dio cuenta de lo que realmente era.

Por suerte, los investigadores pudieron organizar observaciones de seguimiento en una amplia gama de longitudes de onda, desde los rayos X hasta las ondas de radio. Tanto el telescopio espacial Hubble como el Very Large Array detectaron el objeto iluminado (AT2024tvd) y un punto brillante en el centro de la galaxia, probablemente el agujero negro supermasivo central. El brillo de este punto sugiere que el agujero negro está consumiendo materia en la actualidad.

Las observaciones confirman que AT2024tvd es un evento de perturbación de marea

Todas las observaciones confirman que AT2024tvd es un evento de perturbación de marea. Por ejemplo, mantuvo una temperatura elevada durante todas las observaciones, a diferencia de las supernovas, que suelen enfriarse con el tiempo. Además, hubo menos rayos X de alta energía de los que se esperan de una supernova. El espectro ultravioleta coincidió con el de otras perturbaciones de marea, mostrando elementos como el carbono y el nitrógeno que no requieren una supernova para formarse.

Se trata, por tanto, de la cuarta perturbación de marea vinculada a un agujero negro supermasivo no situado en el centro de la galaxia, y la primera identificada inicialmente en longitudes de onda visibles.

Esto plantea dos preguntas: ¿por qué hay aquí dos agujeros negros supermasivos y por qué uno está situado lejos del centro de la galaxia? La primera pregunta tiene una respuesta bastante sencilla. Parece que las grandes galaxias se forman mediante fusiones galácticas, en las que se combinan varias galaxias más pequeñas. Cada una de estas galaxias más pequeñas tendría su propio agujero negro. Normalmente, los nuevos agujeros negros supermasivos se dirigen al centro de la galaxia y se fusionan con el central.

El proceso gradual de fusión de agujeros negros en grandes galaxias

Sin embargo, es importante tener en cuenta la formulación: «en la mayoría de los casos» y «eventualmente». Incluso cuando se produce una fusión, el proceso es gradual y puede durar millones o incluso miles de millones de años. Como resultado, una galaxia grande podría tener hasta 100 agujeros negros extremadamente masivos vagando por su interior, con alrededor de 10 de ellos con masas superiores a 1 millón de veces la del Sol. La galaxia en la que se encuentra AT2024tvd es muy grande.

Una de las consecuencias de estos agujeros negros errantes es que no todos se fusionan. Si dos agujeros negros se acercan simultáneamente al central, las interacciones gravitatorias podrían impulsar al más pequeño a casi la velocidad necesaria para escapar por completo de la galaxia. Como resultado, estos agujeros negros supermasivos podrían acabar lejos del centro de la galaxia durante millones de años.

Por el momento, no está claro cuál de estos escenarios explica la ubicación de AT2024tvd. La galaxia en la que se encuentra no parece haber sufrido una fusión reciente, pero es posible que sea un remanente de una fusión antigua.

Cabe destacar que todas las galaxias en las que hemos observado perturbaciones de marea descentradas son muy grandes. El estudio sobre AT2024tvd sugiere que las galaxias más grandes, con más fusiones pasadas, tienen más agujeros negros supermasivos dispersos. Los investigadores también proponen que los fenómenos descentrados sean los únicos que se observen en galaxias grandes. Esto se debe a que las galaxias más grandes albergan agujeros negros supermasivos más grandes en sus centros. Cuando un agujero negro es lo suficientemente masivo, su gran horizonte de sucesos permite que las estrellas caigan intactas, liberando toda la energía de su interior.

Si estuviéramos lo suficientemente cerca como para presenciarlo, lo más probable es que la estrella desapareciera de nuestra vista.

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