El giro detrás de los destellos de agujeros negros que se desvanecen
Por: Olivia Hall, Syracuse University.
19 de agosto de 2026
Simulación hidrodinámica de una estrella siendo destrozada por las fuerzas de marea de un agujero negro supermasivo. Crédito de la imagen: NASA/ S. Gezari (JHU)/ J. Guillochon (UCSC).
En el centro de la mayoría de las galaxias se encuentra un agujero negro supermasivo, con una masa de millones a miles de millones de veces mayor que la de nuestro sol y una de las gravedades más extremas del Universo. Algunas estrellas que se aventuran demasiado cerca de estos agujeros negros sobreviven para contarlo. En lugar de ser destruidas por completo, sobreviven y realizan repetidos acercamientos, produciendo un nuevo destello de luz en cada ocasión.
Estos eventos repetitivos de disrupción de marea parcial (rpTDE, por sus siglas en inglés) brindan a los astrónomos la oportunidad de observar la misma interacción entre una estrella y un agujero negro una y otra vez, gracias a los estudios de dominio temporal de campo amplio que escanean repetidamente grandes áreas del cielo en busca de objetos que cambian de brillo. Pero en varios casos, los investigadores han observado un patrón desconcertante: las erupciones sucesivas se vuelven progresivamente más tenues. Durante años, los modelos teóricos no pudieron explicar el porqué.
Ahora, un equipo de astrofísicos de la Syracuse University ha demostrado que la respuesta podría residir en un factor que hasta ahora se había pasado por alto: la rotación de la estrella. Si bien los agujeros negros en sí mismos no emiten luz, los eventos de disrupción de marea proporcionan un suministro efímero de combustible que ilumina la región circundante, lo que permite a los astrónomos estudiar indirectamente estos objetos que de otro modo serían invisibles.
Si una estrella que orbita un agujero negro no se acerca lo suficiente como para ser destrozada por completo, puede perder una fracción de su masa, lo que da lugar a un evento de disrupción de marea parcial (TDE parcial). En un TDE parcial recurrente, el núcleo superviviente continúa orbitando el agujero negro, perdiendo más material con cada nuevo acercamiento, que se produce entre unos meses y varios años después.
La cantidad de material que pierde una estrella durante encuentros repetidos depende en parte de su estructura interna. Los autores comparan una estrella de baja masa con un merengue esponjoso, que puede volverse cada vez más vulnerable a las fuerzas de marea del agujero negro. Por el contrario, una estrella de mayor masa tiene una estructura más concentrada en el centro, similar a una cebolla, y puede desprenderse de sus capas exteriores mientras que su núcleo denso permanece relativamente inalterado, perdiendo cantidades cada vez menores de masa con el tiempo.
Esas diferencias pueden ayudar a explicar por qué los rpTDE no se comportan todos de la misma manera. Pero un patrón en particular ha desconcertado a los investigadores. De los aproximadamente 10 sistemas repetitivos identificados hasta la fecha, cuatro han producido llamaradas que se atenúan progresivamente. La disminución de la pérdida de masa podría parecer una explicación obvia. Sin embargo, simulaciones hidrodinámicas previas demostraron que, sorprendentemente, incluso a medida que la cantidad de material perdido disminuía con cada encuentro, los destellos previstos mantenían prácticamente el mismo brillo.
En un trabajo anterior se había revelado otro efecto de las fuerzas de marea del agujero negro. Además de arrancar material de la estrella, ejercen un par de torsión que provoca que la estrella gire más rápido con cada encuentro cercano. Como resultado, aunque cae menos material hacia el agujero negro, este regresa en un período de tiempo más corto, lo que ayuda a mantener el brillo previsto prácticamente constante.
El nuevo estudio reveló que esta rotación inicial impide que la estrella acelere significativamente su giro durante cada paso. Sin esa aceleración adicional, el tiempo durante el cual el material desprendido vuelve a caer permanece relativamente constante. A medida que la estrella pierde menos material con cada encuentro, la tasa máxima de caída (y el brillo previsto del destello) finalmente puede disminuir.
Fuente:
https://artsandsciences.syracuse.edu/physics/news/the-spin-behind-fading-black-hole-flares/