Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y otros telescopios han identificado un agujero negro supermasivo quien destruyó un estrella y ahora está utilizando estos desechos estelares para atacar otra estrella o un agujero negro más pequeño, como se describe en nuestro último comunicado de prensa. Esta investigación ayuda a conectar dos misterios cósmicos y proporciona información sobre el entorno alrededor de algunos de los tipos más grandes de agujeros negros.

Eso ilustración del artista muestra un disco de material (rojo, naranja y amarillo) que se creó después de que un agujero negro supermasivo (en la foto de la derecha) destruyera una estrella a través de intensas fuerzas de marea. En el transcurso de unos años, este disco se expandió hasta cruzarse con otro objeto (una estrella o un pequeño agujero negro) que también se encuentra en órbita alrededor del agujero negro gigante. Cada vez que este objeto choca con el disco, envía una ráfaga de rayos x detectado por Chandra. El recuadro muestra datos de Chandra (púrpura) y un óptico Imagen fuente Pan-STARRS (rojo, verde y azul).

En 2019, un telescopio óptico en California notó un estallido de luz que los astrónomos luego categorizaron como un “evento de alteración de las mareas” o TDE. Estos son casos en los que los agujeros negros destruyen estrellas si se acercan demasiado debido a sus poderosas fuerzas de marea. Los astrónomos llamaron a este TDE AT2019qiz.

Mientras tanto, los científicos también estaban rastreando la ocurrencia de otro tipo de fenómeno cósmico observado ocasionalmente en todo el Universo. Se trataba de estallidos breves y regulares de rayos X que se producían cerca de agujeros negros supermasivos. Los astrónomos han llamado a estos eventos “erupciones cuasi periódicas” o QPE.

Este último estudio brinda a los científicos evidencia de que las TDE y las QPE probablemente estén relacionadas. Los investigadores creen que los QPE surgen cuando un objeto choca contra el disco que queda después del TDE. Aunque puede haber otras explicaciones, los autores del estudio proponen que esta es la fuente de al menos algunas EFC.

En 2023, los astrónomos utilizaron Chandra y Hubble para estudiar simultáneamente los escombros que quedaron después de que terminara la perturbación de las mareas. Los datos de Chandra se obtuvieron durante tres observaciones diferentes, cada una separada por aproximadamente 4 a 5 horas. La exposición total de aproximadamente 14 horas del tiempo Chandra reveló solo una señal débil en el primer y último bloque, pero una señal muy fuerte en la observación intermedia.

A partir de ahí, los investigadores utilizaron el Explorador de composición interior de estrellas de neutrones (NICER) de la NASA para observar con frecuencia AT2019qiz en busca de ráfagas repetidas de rayos X. Los datos de NICER mostraron que AT2019qiz entra en erupción aproximadamente cada 48 horas. Las observaciones del Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA y el telescopio AstroSat de la India solidificaron el descubrimiento.

EL ultravioleta Los datos del Hubble, obtenidos al mismo tiempo que las observaciones de Chandra, permitieron a los científicos determinar el tamaño del disco alrededor del agujero negro supermasivo. Descubrieron que el disco se había vuelto lo suficientemente grande como para que si algún objeto estuviera orbitando el agujero negro y tardara aproximadamente una semana o menos en completar una órbita, colisionaría con el disco y provocaría llamaradas.

Este resultado tiene implicaciones para la búsqueda de erupciones más cuasi periódicas asociadas con alteraciones de las mareas. Encontrar más de estos permitiría a los astrónomos medir la prevalencia y las distancias de los objetos en órbitas cercanas alrededor de agujeros negros supermasivos. Algunos de ellos podrían ser objetivos excelentes para el futuro planificado. onda gravitacional observatorios.

El artículo que describe estos resultados se publicó en la edición del 9 de octubre de 2024 de la revista Nature. El primer autor del artículo es Matt Nicholl (Queen's University Belfast, Irlanda) y la lista completa de autores se puede encontrar en el artículo, que está disponible en línea en: https://arxiv.org/abs/2409.02181

El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA gestiona el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.

Lea más en el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA.

Obtenga más información sobre el Observatorio de rayos X Chandra y su misión aquí:

https://chandra.si.edu

Esta versión presenta una representación artística que ilustra el poder destructivo de un agujero negro supermasivo. La imagen digital muestra un disco de material estelar que rodea uno de estos agujeros negros. En su borde exterior choca una estrella vecina que atraviesa el disco.

El agujero negro está a medio camino del borde derecho de la imagen vertical. Parece un semicírculo negro con una cúpula de luz azul pálida. La mitad inferior del agujero negro circular está oculta detrás del disco de material estelar. En esta ilustración, el disco se ve desde un lado. Se asemeja a una banda arremolinada de gas amarillo, naranja y rojo, que corta en diagonal desde el centro a la derecha hacia la parte inferior izquierda.

Cerca de la parte inferior izquierda, el borde exterior del disco de escombros estelares está cubierto por una esfera azul brillante rodeada de remolinos blancos luminosos. Esta esfera representa una estrella vecina que choca con el disco. El disco estelar son los restos de una estrella destruida. Una onda eléctrica azul y blanca muestra el gas más caliente del disco.

Cuando la estrella vecina cruza el disco, deja tras de sí un rastro de gas representado como bandas de fina neblina. Chandra libera y detecta ráfagas de rayos X.

Superpuesto en la esquina superior izquierda de la ilustración hay un cuadro insertado que muestra una imagen en primer plano de la fuente en rayos X y luz óptica. La luz de rayos X se muestra en color violeta y la luz óptica en blanco y beige.

Megan Watzke
Centro de rayos X Chandra
Cambridge, masa.
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Calle Figueroa
Centro Marshall de vuelos espaciales, Huntsville, Alabama
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