Fecha: 2 de diciembre de 2021
Fuente:
Simulaciones de agujeros negros desgarrando en pedazos a estrellas
Autor: Phil Plait
traducido por: gienini
Un evento tremendo a escala estelar puede ser cuando una estrella es destrozada al pasar por las cercanías de un agujero
negro.
Estos sucesos se encuadran en los llamados TDE: “Tidal Disruption Event” (evento de disrupción por mareas). Sucesos así son
sospechosos de ser la causa de la emisión de rayos-X de alta energía en galaxias distantes a principios de la década de 1980. Desde
entonces, numerosos estudios han detectado docenas de posibles TDEs, todos ellos en galaxias a cientos de millones de años luz de
distancia. Son eventos muy raros por ello solo pudieron verse en galaxias lejanas.
Estos eventos ocurren cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro. Los centros de las grandes galaxias suelen tener
agujeros negros supermasivos, con millones o miles de millones de veces la masa del Sol. Muchas estrellas orbitan en sus cercanías
y con el tiempo las interacciones gravitacionales en ese núcleo envían una estrella hacia el centro (NT.: y otras pueden salir despedidas
de la misma galaxia).
La fuerza de la gravedad depende de la distancia y si esa distancia al agujero negro es relativamente comparable al tamaño de esa
estrella, el lado más cercano al agujero negro es atraído con más fuerza que el lado lejano que es a su vez expelido por la fuerza
centrífuga. Esto crea mareas (como las de los mares y océanos en la Tierra debidas a la Luna y el Sol). Estas “fuerzas de marea”
en las atmósferas gaseosas y líquidas de esas estrellas las van estirando y deformando hasta el punto de comprometer su estructura.
Si la estrella se acerca lo suficiente, esas mareas pueden destrozarla. El gas fluirá alejándose de la estrella cayendo alrededor del
agujero negro en una órbita elíptica. Al ir cayendo se encontrará con capas más densas de ese disco que rodean ese agujero negro, el
disco de acreción. Al chocar con esas capas más bajas (y más rápidas) liberará grandes cantidades de radiación de alta energía.
En 2019 un evento de ese tipo se divisó en una galaxia a más de 200 millones de años luz de distancia. La energía liberada fue diez mil
millones de veces más energética que nuestro Sol. Ese único evento eclipsó en brillantez a la misma galaxia donde residía ese núcleo de
agujero negro.
(transcripción del vídeo) 0’03”: En 2010 los astrónomos vieron una fulguración en luz ultravioleta proveniente de un agujero negro a 2,7 mil millones de años luz. Era el grito de agonía de una estrella triturada por un agujero monstruoso. Esta es la simulación de lo que pasó. 0’12”: (día 14 en la simulación) Algo del material estelar cae en espiral en el agujero negro 0’19”: (día 48 en la simulación) … aunque un poco fue arrojado fuera. 0’36”: La luz de la estrella que era engullida y del material que era eyectado fue detectado por un grupo de telescopios. Estas observaciones a través del espectro electromagnético permitieron a los astrónomos determinar lo que le ocurrió a la estrella condenada. |
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(transcripción del vídeo) 0’00”: Los científicos utilizaron simulaciones de supercomputadoras para lanzar ocho tipos diferentes de estrellas a un agujero negro monstruoso. 0’08”: Su objetivo es crear modelos más realistas de eventos de disrupción por mareas, que ocurren cuando las estrellas desafortunadas se acercan demasiado a agujeros negros. Las fuerzas gravitacionales crean intensas mareas que deforman las estrellas y las rompen en corrientes de gas. 0’24”: Estas simulaciones son las primeras en combinar los efectos físicos de la teoría de la relatividad general de Einstein y las estrellas virtuales con estructuras internas realistas. 0’36”: Este esquema muestra la trayectoria de las estrellas. En esta versión de las simulaciones, el agujero negro tiene 1 millón de masas solares y las estrellas están a 40 millones de kilómetros de distancia en su punto más cercano(*). Las estrellas modelo varían entre una décima y diez veces la masa del Sol. Los colores reflejan sus densidades desde la más baja, mostrada en azul hasta la más alta, en amarillo. 1’04”: En algunos casos, las estrellas se desgarran por completo. En otros, solo parcialmente. A medida que estas estrellas se alejan del agujero negro, su propia gravedad las vuelve a unir. Sorprendentemente, las estrellas que se desgarran total y parcialmente no están claramente diferenciadas por su masa. 1’28”: La estrella similar al Sol -y aquellas con masas solares de 0,15, 0,3 y 0,7- sobreviven a sus encuentros cercanos. Pero las estrellas con 0.4, 0.5, 3 y 10 veces la masa del Sol se desgarran completamente. La diferencia entre supervivencia y destrucción depende de la densidad interna de la estrella. 1’52”: Simulaciones como estas ayudarán a los astrónomos a construir una mejor imagen de estos eventos catastróficos que ocurren en galaxias a millones de años luz de distancia. |
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