La investigadora postdoctoral de la Universidad de Chile y científica del CATA, Lixin Dai, es la primera autora de esta investigación que aparecerá mañana en la versión escrita de la revista “Astrophysical Journal Letters”, aquí nos explica cómo ocurre el fenómeno y por qué es importante para la ciencia.

¿En qué consiste el descubrimiento?

Nuestra investigación fue modelar cómo una estrella es destruida por un hoyo negro súper masivo a través de fuerzas de marea, utilizando la teoría general de la relatividad de Einstein. Un ejemplo de las fuerzas de marea son la subida del nivel del mar (“marea alta”) producida por la atracción de la Luna al pasar por el meridiano de un lugar. Si estas fuerzas de marea fuesen más fuertes no sólo haría que se generara un alza en el nivel del mar, sino también cambiarían la forma de la Tierra o incluso podrían destruirla. Las fuerzas de marea en la cercanía de un hoyo negro masivo pueden ser tan intensas que si una estrella se le acercase mucho esta podría ser totalmente destruida.

Lo novedoso de nuestra investigación es que las investigaciones anteriores usaban solo la mecánica newtoniana para estudiar el tema. Dada la muy alta intensidad que alcanza la fuerza de gravedad en la cercanía de los hoyos negros es que es importante considerar la Relatividad General en el modelo. Somos uno de los primeros en hacerlo, pusimos la estrella en una órbita elíptica alrededor de un hoyo negro, luego –usando la relatividad general- simulamos cómo la estrella se destruía y cómo el hoyo negro se la iba “comiendo”.

¿Cuánto tiempo trabajaron en esta investigación?

El equipo estaba compuesta por Andrés Escala –astrónomo de la U. de Chile e investigador del Centro de Astrofísica CATA, Paolo Coppi, profesor de la Universidad de Yale y yo. El proyecto en particular ha tomado alrededor de 10 meses.

¿Por qué es este descubrimiento tan importante para la astronomía?

Eventos de destrucción de una estrella por las fuerzas de mareas de un hoyo negro supermasivo son poco frecuentes (tenemos hasta el momento tan sólo a 20 candidatos en el espacio), pero son muy atractivos pues son los fenómenos más luminosos en el cielo. Algunos de estos eventos de destrucción de marea, como por ejemplo el Swift J1644+57, descubierto por el satélite Swift en el 2011, superó en luminosidad a su galaxia por varias semanas (una galaxia contiene 100 mil millones de estrellas). El estudio de estos eventos nos puede ayudar a descubrir hoyos negros que están actualmente dormidos, verificar si existen hoyos negros de masas intermedias y entender de mejor manera cómo se acumula el material en los hoyos negros y cómo se producen los jets y la radiación, que emanan de su periferia.

Con la llegada del LSST (Large Synoptic Survey Telescope) en la próxima década (telescopio que se instalará en Cerro Pachón, cerca de Cerro Tololo, en Chile) esperamos descubrir alrededor de dos mil de estos eventos, por lo que es muy importante y oportuno para nosotros el entender en detalles la ráfaga luminosa de la destrucción de marea de una estrella por un hoyo negro.

Nuestro proyecto todavía está en desarrollo. La simulación que hemos creado muestra lo que ocurre cuando una estrella comienza a destruirse en una órbita elíptica “relativista”. Es más bien difícil para las corrientes o chorros de materia que resultan de la destrcción de una estrella que puedan chocar entre sí y eventualmente alimentar al hoyo negro, a menos que éste no esté rotando en su propio eje. Sin embargo, en la naturaleza, los hoyos negros generalmente lo hacen, por lo que debieran haber otras maneras en que los hoyos negros se “alimentan”, después de la destrucción de la estrella. No está totalmente claro para los astrofísicos cuál es la manera más efectiva que tiene un hoyo negro para fagocitar una estrella, sin embargo es posible que ondas de choque y campos magnéticos en el material estelar contribuyan a la “alimentación “ del hoyo negro. Es algo que por cierto seguiremos investigando.

¿Qué clase de equipo utilizaron en esta investigación?

La simulación requirió de tan sólo de un computador de escritorio para ser creada. Pero prontamente usaremos “cluster” de varias decenas de núcleos para investigaciones más complejas y extensas.

El paper original esta disponible en versión digital en la web de Astrophysical Journal Letters, para verlo hacer click aquí

Fuente de la Fotografía: NASA/CXC/M.Weiss

Para ver la animación que muestra el fenómeno, hacer click aquí