Un ejemplo de un tipo completamente nuevo de explosión cósmica que supera ampliamente a la mayoría de las supernovas podría ser el resultado de la destrucción de una estrella por parte de un agujero negro de tamaño pequeño o mediano.
La explosión, denominada AT2022aedm, fue vista emergiendo de un fondo rojo. galaxia ubicado alrededor de 2 mil millones años luz de Tierra por astrónomos que utilizan la red ATLAS de telescopios robóticos ubicados en Hawaii, Chile y Sudáfrica. Rápidamente fue reconocido como algo nunca antes visto.
«Siempre estamos buscando cosas que sean un poco extrañas y diferentes de los tipos estándar de supernovas, de las cuales encontramos cientos o incluso miles por año», dijo Matt Nicholl, líder del equipo detrás del descubrimiento y astrofísico de Queen’s. Universidad de Belfast, dijo a Space.com. «AT2022aedm se destacó porque fue una de las explosiones más brillantes que jamás hayamos visto, y también fue una de las que más rápido se desvaneció después de su pico».
La explosión detectada por Nicholl y el equipo emitió hasta 100 tiempoEs más energía que un promedio. supernova. Además, mientras que las supernovas se desvanecen a lo largo de los meses, Nicholl observó que AT2022aedm se desvaneció al 1% de su brillo original en solo 14 días, después de lo cual desapareció por completo. Eso significa que, en sólo dos semanas, AT2022aedm emitió tanta energía como el sol lo hará durante toda su vida útil de 10 mil millones de años.
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No es de extrañar que AT2022aedm haya conmocionado al equipo y se haya ganado una categoría propia, y los científicos detrás del descubrimiento lo definieron como el primer «Luminous Fast Cooler» o «LFC». Ese nombre es un guiño a las cualidades de la explosión, así como al amor de Nicholl y sus colegas por el equipo de fútbol de la Premier League inglesa, Liverpool Football Club, que también se conoce con el acrónimo «LFC».
«Creo que probablemente la explicación más prometedora para los LFC como AT2022aedm son los modelos que implican la destrucción de estrellas por una agujero negro«, explicó Nicholl.
Esta fue una conclusión a la que él y sus colegas llegaron eliminando primero a algunos otros principales sospechosos.
Los sospechosos inusuales: cómo el dedo apuntó a los destructivos agujeros negros
Uno de los primeros pasos que dieron Nicholl y los científicos de la Queen’s University de Belfast fue eliminar a algunos de los culpables habituales de los cataclismos cósmicos.
La explosión ya no parecía una supernova, ya que era demasiado poderosa y demasiado rápida, pero el lugar donde se originó también ayudó a distinguir este LFC como algo completamente nuevo.
Uno de los tipos más comunes de supernova es la supernova de colapso del núcleo que se forma cuando enormes estrellas con masas superiores a 8 veces la del sol se quedan sin combustible para fusión nuclear. Los núcleos de las estrellas se vuelven incapaces de luchar. gravedad por más tiempo y finalmente colapsar. Esto deja tras de sí un agujero negro o una estrella de neutrones en el corazón de los restos estelares de las capas exteriores de la estrella.
«AT2022aedm no puede ser una supernova normal de colapso del núcleo porque la galaxia en la que se ve sólo tiene estrellas viejas de baja masa; no tiene nada más que ocho veces la masa del soly eso es lo que hay que tener para conseguir una supernova», explicó Nicholl.
Alternativamente, otra explosión espacial común, una supernova de tipo Ia, ocurre cuando remanentes estelares llamados enanas blancas despojar de materia a una estrella compañera. Esta eliminación de materia inclina a la enana blanca por encima del límite de masa necesario para desencadenar una supernova y crear una estrella neutrón o agujero negro, pero estos eventos crean una salida uniforme de radiación. Por esta razón los astrónomos los llaman «velas estándar» y utilizarlos para medir con precisión distancias cósmicas.
AT2022aedm, sin embargo, no se parece en nada a esos.
Eso llevó al equipo a señalar con el dedo los agujeros negros. Pero incluso entonces, pudieron exculpar a los sospechosos habituales.
Se eliminan los agujeros negros supermasivos
Los eventos en los que los agujeros negros destrozan estrellas y luego se alimentan de los restos estelares son raros, pero no desconocidos. Los astrónomos han detectado numerosos ejemplos de los llamados «eventos de perturbación de mareas» o «TDE», así como la luz emitida durante los violentos acontecimientos.
Los TDE suelen ocurrir cuando una estrella se acerca demasiado a una enorme agujero negro supermasivo sentado en el corazón de una galaxia. Este agujero negro puede tener masas millones, o incluso miles de millones, de veces la de nuestro sol. Las influencias gravitacionales de estos monstruosos agujeros negros generan enormes fuerzas de marea en sus sujetos estelares que estiran y comprimen los cuerpos estelares, destrozándolos en un proceso llamado «espaguetificación«.
Sin embargo, Nicholl y sus colegas vieron inmediatamente que este LFC no podía ser el resultado de cualquier TDA impulsado por un agujero negro supermasivo. Nuevamente, esto se debe en parte al origen del LFC. Los agujeros negros supermasivos se encuentran en el corazón de las galaxias, y Nicholl dijo que AT2022aedm fue visto lejos del centro de su galaxia de origen. Esto significa que un agujero negro más pequeño (que no está en el corazón de una galaxia) podría ser el culpable de este LFC.
«Si tuvieras un agujero negro de menor masa que estuviera en un ambiente denso con muchas estrellas, y una de esas estrellas se acercara mucho, muy cerca del agujero negro, incluso un agujero negro estelar con una masa de 10 a 100 veces la del El sol aún podría potencialmente destrozar y consumir una de las estrellas», continuó.
Nicholl agregó que él y el equipo aún no han descartado un sospechoso más intrigante.
Sigue existiendo la posibilidad de que el LFC sea obra de un agujero negro de «tamaño mediano» o de masa intermedia que se encuentra entre los agujeros negros de masa estelar y los agujeros negros supermasivos en términos de dimensión, y que posee entre 100 y unos pocos miles de veces la masa. del sol.
Se trata de una perspectiva tentadora no sólo porque los agujeros negros de masa intermedia siguen siendo esquivos, sino también porque estudiarlos podría ayudar a explicar cómo los agujeros negros supermasivos crecieron hasta alcanzar tamaños tan intimidantes en las primeras etapas de la historia cósmica.
«Se espera que los agujeros negros de masa intermedia consuman estrellas, y no tienen que ser el centro de las galaxias porque podrían haber sido expulsados del centro por un agujero negro más grande», dijo Nicholl. «Los LFC podrían estar potencialmente asociados con agujeros negros de masa intermedia y, de ser así, nos darían una nueva forma de tratar de encontrar y dar cuenta de los agujeros negros de tamaño mediano.
«Esto es probablemente lo más importante que se puede hacer para intentar comprender cómo los agujeros negros supermasivos llegaron a ser tan grandes».
El equipo ya ha logrado avances considerables en su investigación sobre LFC, buscando en datos de archivo para encontrar dos «casos sin resolver» que coincidan con AT2022aedm, lo que indica que esta clase de poderosas explosiones cósmicas se ha visto antes, pero estaba enterrada en datos y probablemente se pasó por alto.
El siguiente paso de Nicholl es investigar los cúmulos globulares, que son agrupaciones increíblemente densas de estrellas que podrían proporcionar las condiciones necesarias que los agujeros negros pequeños o medianos destruyan una estrella y disparen un LFC.
Incluso si esta búsqueda fuera un éxito, es poco probable que la emoción de descubrir algo completamente nuevo haya disminuido para el astrofísico.
«Llevamos mucho tiempo mirando al cielo tiempo«Y a veces la gente piensa que hemos visto todo lo que hay que ver», concluyó Nicholl. «Creo que cosas como ésta son realmente emocionantes porque nos recuerdan que el universo «Todavía tiene muchas sorpresas guardadas y cuando construyamos un nuevo telescopio encontraremos cosas nuevas que nos ayudarán a comprender mejor nuestro universo».
La investigación del equipo fue publicada el 1 de septiembre en Las cartas del diario astrofísico.
