Una enorme estrella ha sido destruida por un agujero negro gigante

• gigante Agujero negro A 290 millones de años luz de distancia, destruyó una gran estrella y arrojó sus fragmentos al espacio.
• NASAEl Observatorio de rayos X Chandra de la Agencia Espacial Europea y el Observatorio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea buscaron información después de este evento.
• Los datos de rayos X revelan la cantidad relativa de nitrógeno en comparación con el carbono en este campo de escombros estelares.
• La comparación con los modelos muestra que una estrella tres veces la masa del Sol fue destruida, lo que lo convierte en uno de los mayores «eventos de perturbación de mareas» conocidos.

Utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, el Observatorio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea y otros telescopios, los astrónomos han determinado que un agujero negro supermasivo ha destruido una estrella masiva y arrojó su contenido al espacio. Al analizar los detalles de los datos de rayos X, el equipo pudo estimar la cantidad relativa de nitrógeno en comparación con el carbono después de este ataque gravitacional. Estos elementos proporcionan pistas valiosas a los investigadores sobre el tipo de estrella que murió.

Representación artística del evento.

La ilustración del artista (en la parte superior de este artículo) rinde homenaje a «Se ha producido una perturbación de marea.(TDE) se llama ASASSN-14li y es el foco del último estudio. Cuando la estrella se acerca demasiado al agujero negro supermasivo del sistema, la poderosa gravedad la destroza. La fotografía de este artista muestra las consecuencias de esa destrucción. Después de que la estrella se desintegró, parte de su gas (rojo) permaneció orbitando a su alrededor y cayendo en el agujero negro. Parte del gas ha sido arrastrado por el viento (azul).

Análisis de artículos

Los científicos utilizaron espectroscopía de rayos X (es decir, un gráfico del brillo de los rayos X comparado con la longitud de onda) de Chandra y XMM para sondear los elementos en estos vientos. El espectro de Chandra se muestra en el recuadro, donde los datos están coloreados en azul (líneas onduladas) y las incertidumbres para cada punto de datos son líneas verticales azules. Se muestra un espectro de muestra en rojo, con nitrógeno detectado en la gota del espectro y sin carbono detectado en la gota resaltada.

Espectro de rayos X, Chandra. Fuente: NASA/CXC/Universidad de Michigan/J. Miller y otros; Ilustración: NASA/CXC/M.Weiss

La cantidad de nitrógeno y la cantidad máxima de carbono que puede escapar a la detección proporcionan el valor mínimo de la relación nitrógeno-carbono que es consistente con los datos. Este valor indica que la estrella destrozada en ASASSN-14li tiene aproximadamente tres veces la masa del Sol. Esto la convertiría en una de las estrellas más grandes jamás destruidas en un TDE.

Contexto histórico e implicaciones futuras.

ASASSN-14li fue detectado por primera vez en noviembre de 2014 por telescopios terrestres, cuando se descubrió que se trataba del TDE más cercano a la Tierra en aproximadamente una década. Desde entonces, muchos telescopios, incluido el Chandra, han observado este sistema.

Además del tamaño inusual del destructor estelar y la capacidad de realizar análisis forenses detallados, ASASSN-14li también es interesante por lo que significa para futuros estudios. Los astrónomos han visto estrellas de masa media como ASASSN-14li en el cúmulo de estrellas que contiene el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia. Por lo tanto, poder estimar las masas estelares de estrellas perturbadas por las mareas podría brindar a los astrónomos una forma de determinar la presencia de cúmulos de estrellas alrededor de agujeros negros supermasivos en galaxias distantes.

Hasta este estudio, existía una gran posibilidad de que los elementos detectados en los rayos X pudieran provenir del gas arrojado en explosiones anteriores del agujero negro supermasivo. Sin embargo, el patrón de elementos analizados aquí parece provenir de una sola estrella.

Referencia: “Evidencia de perturbación estelar masiva en el espectro de rayos X de ASASSN-14li” por John M. Miller, Brenna Moakler, Enrico Ramirez-Ruiz, Paul A. Dragis, Jeremy J. Drake, John Raymond, Mark T. Reynolds, Chen Xiang, Saul Bin-yun y Abdel-Rahman Al-Zoghbi, 21 de agosto de 2023, disponible aquí. el Cartas de revistas astrofísicas.
doi: 10.3847/2041-8213/ace03c

Un artículo que describe estos resultados ha sido publicado en Cartas de revistas astrofísicas. Los autores son John M. Miller (Universidad de Michigan, Ann Arbor), Brenna Moakler (Observatorios Carnegie), Enrico Ramirez-Ruiz (Universidad de California, Santa Cruz), Paul Dragis (Universidad de Michigan), Jeremy Drake (Centro de Astrofísica) | Harvard y Smithsonian), John Raymond (cfa), Mark Reynolds (Universidad de Michigan), Chen Xiang (Universidad de Michigan), Saul Bin Yun (Universidad de Michigan) y Abdul Rahman Al-Zoghbi (Universidad de Maryland).

El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA gestiona el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.