Encuentran un agujero negro que emite rayos letales como la Estrella de la Muerte

Hace cuatro años, los astrónomos avistaron un agujero negro supermasivo distante tragándose una estrella entera. La estrella había vagado demasiado cerca del agujero negro supermasivo y la potente gravedad del agujero negro impidió su escape. Fue un evento de disrupción de marea (TDE), y ahora, cuatro años después, la producción de energía del TDE sigue aumentando.

El TDE se llama AT2018hyz, donde AT significa Transitorio Astronómico, 2018 es el año del descubrimiento inicial y hyz es un código de designación secuencial para el año. Fue avistado inicialmente por el Sondeo Automatizado de Todo el Cielo para Supernovas (ASASS-SN) en 2018, pero las emisiones de radio solo aparecieron y se detectaron en 2022.

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Las observaciones que muestran el aumento continuo de las emisiones de energía se encuentran en una nueva investigación en *The Astrophysical Journal*. Se titula "Continuo brillo rápido de radio del evento de disrupción de marea AT2018hyz" y la autora principal es Yvette Cendes. Cendes es profesora adjunta en el Departamento de Física de la Universidad de Oregón.

"Presentamos observaciones de radio en curso del evento de disrupción de marea (TDE) AT2018hyz, que se detectó por primera vez en radio 972 días después de la disrupción, tras múltiples no detecciones en búsquedas anteriores", escriben los autores. Las nuevas observaciones de los investigadores abarcan desde unos 1370 a 2160 días después de la disrupción. "Encontramos que las curvas de luz continúan aumentando en todas las frecuencias durante este periodo de tiempo...", escriben.

El evento se observó por primera vez en luz óptica en 2018, pero en ese momento era solo otro TDE. Unos años después, Cendes observó AT2018hyz de nuevo y descubrió que estaba emitiendo mucha energía en ondas de radio. Publicaron un artículo sobre el curioso TDE en 2022. Ese artículo señalaba el aumento de las emisiones, diciendo que "un aumento tan pronunciado no puede explicarse en ningún escenario razonable de un flujo de salida lanzado en el momento de la disrupción, y en su lugar apunta a un lanzamiento retrasado".

En el nuevo artículo, Cendes y sus colegas informan de que la energía emitida por el agujero negro supermasivo ha aumentado bruscamente en los años intermedios. De hecho, es 50 veces más brillante ahora que cuando se detectó por primera vez.

Hay dos escenarios potenciales para explicar esta creciente luminosidad de radio. Uno es un "flujo de salida esférico retrasado". En este escenario, el flujo de salida se lanzó unos 620 días después de la disrupción. "La evolución física del radio para un flujo de salida esférico respalda un flujo de salida que se lanzó con un retraso sustancial de unos 1,7 años en relación con el descubrimiento de la emisión óptica", escriben los investigadores.

El segundo escenario es un chorro astrofísico. Sería muy desviado del eje y viajaría a velocidades relativistas. "La emisión de radio de un chorro desviado del eje se suprimirá en los primeros momentos por el haz relativista, pero finalmente aumentará rápidamente cuando el chorro decelere y se expanda", explican los autores.

La investigación muestra que el flujo de ondas de radio procedentes del agujero negro supermasivo seguirá aumentando hasta alcanzar su punto máximo en 2027.

"Esto es realmente inusual", dijo la autora principal Cendes en un comunicado de prensa. "Me costaría pensar en algo que aumente así durante un periodo de tiempo tan largo".

Cuando los investigadores calcularon la producción de energía del agujero negro, se encontraron con una sorpresa adicional. Es aproximadamente igual a la energía liberada por un brote de rayos gamma (GRB). Dado que los GRB son las explosiones más brillantes y energéticas del universo, eso convierte al agujero negro supermasivo en uno de los eventos más energéticos jamás presenciados.

Por diversión, los autores lo compararon con la Estrella de la Muerte de *Star Wars*. Los fans de *Star Wars* han calculado la producción de energía de la Estrella de la Muerte y, trabajando con esos números, los cálculos de los autores muestran que el agujero negro supermasivo está emitiendo al menos un billón de veces más energía que una Estrella de la Muerte totalmente operativa. Y el número real podría ser de hasta 100 billones de veces más que la ficticia arma de destrucción masiva.

Pero estos cálculos se hacen desde muy lejos. Solo las observaciones continuas pueden juzgar su precisión.

El descubrimiento plantea una pregunta importante: ¿hay otros agujeros negros y TDE ahí fuera en el cosmos que también exhiban la misma radiación creciente? La respuesta es que no lo sabemos porque nadie ha mirado realmente.

"Si tienes una explosión, ¿por qué esperarías que hubiera algo años después de que ocurriera la explosión cuando no viste algo antes?", dijo Cendes. También señala que adquirir tiempo de observación en los telescopios más potentes del mundo es extremadamente competitivo. Ahora que han encontrado un agujero negro supermasivo con una luminosidad inusual, sus propuestas para buscar más tendrán más peso científico.

Vale la pena señalar que este no es el único TDE con emisiones de radio retrasadas. Pero su luminosidad es extrema en comparación con otros.

"Encontramos que AT2018hyz es un TDE único incluso dentro de la población de TDE con emisión de radio retrasada, y las observaciones futuras deberían permitirnos distinguir entre estos escenarios", escriben los autores.

Cendes y sus coinvestigadores planean continuar sus observaciones de AT2018hyz a través de múltiples frecuencias. Esto les permitirá "monitorizar la evolución en curso del flujo de salida y del medio circumnuclear", concluyen los autores.