Los choques de marea pueden iluminar los restos de un st

El Universo es un lugar violento donde incluso la vida de una estrella puede verse truncada. Esto sucede cuando una estrella está en un vecindario «malo», especialmente cerca de un agujero negro supermasivo.

Estos agujeros negros pesan millones o incluso miles de millones de veces la masa del Sol y normalmente residen en el centro de las galaxias silenciosas. A medida que una estrella se acerca al agujero negro, experimenta la atracción gravitacional cada vez mayor del agujero negro supermasivo hasta que se vuelve más poderosa que las fuerzas que mantienen unida a la estrella. Esto da como resultado que la estrella se interrumpa o destruya, un evento conocido como evento de perturbación de marea (TDE).

“Una vez que la estrella se desgarra, su gas forma un disco de acreción alrededor del agujero negro. Los estallidos brillantes del disco se pueden observar en casi cualquier longitud de onda, especialmente con telescopios ópticos y satélites que detectan rayos X”, explica el investigador postdoctoral. yannis liodakis de la Universidad de Turku y el Centro Finlandés de Astronomía con ESO (FINCA).

Hasta hace poco, los investigadores solo conocían algunos TDE, ya que no había muchos experimentos capaces de detectarlos. Sin embargo, en los últimos años, los científicos han desarrollado las herramientas necesarias para observar más TDE. Curiosamente, pero quizás no demasiado sorprendente, estos avistamientos han llevado a nuevos misterios que los investigadores están investigando ahora.

«Las observaciones de experimentos a gran escala con telescopios ópticos han revelado que una gran cantidad de TDE no producen rayos X, aunque se pueden detectar claramente ráfagas de luz visible. Este hallazgo contradice nuestra comprensión básica de la evolución de la materia estelar perturbada en TDE”, señala Liodakis.

Un estudio publicado en la revista Ciencia por un equipo internacional de astrónomos dirigido por el Centro Finlandés de Astronomía con ESO sugiere que la luz polarizada de los TDE puede ser la clave para resolver este misterio.

En lugar de un disco de acreción de rayos X brillante que se forma alrededor del agujero negro, la explosión que se ve en la luz óptica y ultravioleta detectada en muchos TDE puede deberse a choques de marea. Estos choques se forman lejos del agujero negro cuando el gas de la estrella destruida choca en su camino de regreso después de rodear el agujero negro. El disco de acreción brillante de rayos X se formaría mucho más tarde en estos eventos.

«La polarización de la luz puede proporcionar información única sobre los procesos subyacentes en los sistemas astrofísicos. La luz polarizada que medimos del TDE solo puede explicarse por estos choques de marea», dice Liodakis, autor principal del estudio.

La luz polarizada ha ayudado a los investigadores a comprender la destrucción de estrellas

El equipo recibió una alerta pública a fines de 2020 del satélite Gaia de un evento nuclear transitorio en una galaxia cercana designada como En 2020palabra. Luego, los investigadores observaron En 2020palabra en una amplia gama de longitudes de onda, incluidas las observaciones de polarización óptica y espectroscopia realizadas en el Telescopio Óptico Nórdico (NOT), que pertenece a la Universidad de Turku. Las observaciones realizadas en NOT fueron particularmente decisivas para hacer posible este descubrimiento. Además, se realizaron observaciones de polarización como parte del curso de astronomía observacional para estudiantes de secundaria.

«El telescopio óptico nórdico y el polarímetro que utilizamos en el estudio han sido fundamentales en nuestros esfuerzos por comprender los agujeros negros supermasivos y sus entornos», dice el investigador de doctorado. Jenni Jordan de FINCA y la Universidad de Turku, quienes dirigieron las observaciones y el análisis de polarización con NOT.

Los investigadores han encontrado que la luz óptica de En 2020palabra estaba fuertemente polarizada y variaba con el tiempo. A pesar de varios intentos, ninguno de los telescopios de radio o de rayos X pudo detectar la radiación del evento antes, durante o incluso meses después del pico de la explosión.

«Cuando vimos lo polarizados AT2020palabra fue, inmediatamente pensamos en un chorro saliendo del agujero negro, como a menudo observamos alrededor de agujeros negros supermasivos que acumulan gas circundante. Sin embargo, no se encontró ningún avión”, dice elina lindforsinvestigador académico en la Universidad de Turku y FINCA.

L’équipe d’astronomes s’est rendu compte que les données correspondaient le plus à un scénario où le flux de gaz stellaire entre en collision avec lui-même et forme des chocs près du péricentre et de l’apocentre de son orbite autour du agujero negro. Luego, los choques amplifican y ordenan el campo magnético en el flujo estelar que naturalmente conducirá a una luz altamente polarizada. El nivel de polarización óptica era demasiado alto para que la mayoría de los modelos lo explicaran, y el hecho de que cambiara con el tiempo lo hizo aún más difícil.

«Todos los modelos que examinamos no pudieron explicar las observaciones, a excepción del modelo de choque de mareas», señala Karri Koljonenquien era astrónomo en FINCA en el momento de los avistamientos y ahora trabaja en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU).

Los investigadores continuarán observando la luz polarizada de los TDE y es posible que pronto descubran más sobre lo que sucede después de que se interrumpe una estrella.