Astrónomos del MIT, la Universidad de Columbia y otras instituciones acaban de usar el Telescopio Espacial James Webb para hacer un descubrimiento fascinante sobre agujeros negros que parecían dormidos en galaxias polvorientas.
Por primera vez, el JWST ha observado varios eventos de disrupción de marea, instancias donde el agujero negro central de una galaxia atrae a una estrella cercana y genera fuerzas tan intensas que la destrozan completamente, emitiendo una enorme explosión de energía en el proceso.
El estudio, publicado en Astrophysical Journal Letters, confirma que muchos más eventos de destrucción de estrellas podrían estar ocurriendo en el universo de lo que se pensaba, escondidos en galaxias cubiertas de polvo y gas que los telescopios ópticos tradicionales no pueden penetrar.
Los científicos han observado alrededor de 100 eventos de disrupción de marea desde la década de 1990, principalmente detectados como destellos de rayos X o luz óptica en galaxias relativamente libres de polvo.
Sin embargo, la mayor parte de la luz emitida por estos eventos puede ser oscurecida por el polvo galáctico, volviéndose invisible para los telescopios convencionales. Pero ese mismo destello puede calentar el polvo circundante y generar una nueva señal en forma de luz infrarroja que el Webb puede detectar perfectamente.
Megan Masterson, estudiante de posgrado del Instituto Kavli de Astrofísica del MIT y autora principal del estudio, explica que estas son las primeras observaciones del JWST de eventos de disrupción de marea y no se parecen en nada a lo visto anteriormente.
Los investigadores utilizaron el detector infrarrojo más potente del mundo para estudiar señales de cuatro galaxias polvorientas donde sospechaban que se habían producido estos eventos, detectando claras huellas de acreción de agujeros negros, el proceso por el cual material como restos estelares gira y finalmente cae en un agujero negro.
El telescopio también detectó patrones sorprendentemente diferentes a los del polvo que rodea las galaxias activas, donde el agujero negro central atrae constantemente material circundante.
El trabajo amplía investigaciones previas del equipo con el telescopio NEOWISE de la NASA, donde mediante un algoritmo desarrollado por Kishalay De de la Universidad de Columbia, revisaron una década de datos buscando transitorios infrarrojos o picos cortos de actividad infrarroja provenientes de galaxias tranquilas que podrían ser señales de agujeros negros despertando brevemente para alimentarse de estrellas.
Los investigadores buscaron específicamente un pico en el infrarrojo que solo podría producirse por acreción de agujeros negros, donde el material es atraído hacia el agujero negro en un disco de gas circulante que produce radiación tan intensa que puede expulsar electrones de átomos individuales.
Estos procesos pueden expulsar varios electrones de átomos de neón, y el ion resultante libera radiación infrarroja a una longitud de onda muy específica que el JWST puede detectar con precisión extraordinaria.
Como explica Masterson, "no hay nada más en el universo que pueda excitar este gas a estas energías, excepto la acreción de un agujero negro".
Las cuatro señales confirmadas incluyen el evento de disrupción de marea más cercano detectado hasta la fecha, ubicado a unos 130 millones de años luz de distancia, un TDE que también exhibe un estallido de rayos X, una señal producida por gas circulando a velocidades increíblemente altas, y una señal que científicos habían sospechado previamente que era una supernova en lugar de un evento de disrupción de marea.
