Astronomers studying repeating partial tidal disruption events have discovered that rapidly spinning stars can explain why stellar flares grow steadily dimmer over time. The breakthrough, published in The Astrophysical Journal by researchers at Syracuse University, resolves a persistent two-year mystery surrounding how supermassive black holes interact with surviving stellar cores.
El enigma de los destellos desvanecidos en los agujeros negros supermasivos
Cuando una estrella pasa demasiado cerca de un agujero negro supermasivo, la intensa gravedad suele destruirla por completo en lo que la ciencia denomina un evento de disrupción de marea. Sin embargo, algunos encuentros no son fatales. Ciertas estrellas logran sobrevivir al perder solo una fracción de su masa, lo que les permite mantenerse en órbita y regresar para nuevos encuentros periódicos separados por meses o años.
Estos sistemas, conocidos formalmente como eventos de disrupción de marea parcial repetidos (rpTDEs), generan un nuevo estallido de luz cada vez que la estrella se aproxima a la zona de peligro.
No obstante, la evolución de estos destellos presenta una contradicción desconcertante. Durante años, las simulaciones hidrodinámicas previas no lograban reproducir este comportamiento, ya que los modelos predichos mantenían un brillo máximo constante a pesar de que la estrella perdiera menor cantidad de materia.
Simulaciones hidrodinámicas de la Universidad de Syracuse y el papel crucial de la rotación estelar
Para dar respuesta a este dilema, un equipo de astrofísicos encabezado por la estudiante de doctorado Ananya Bandopadhyay, junto con el investigador postdoctoral Benjamin Amend y el profesor asociado Eric Coughlin del Departamento de Física de la Universidad de Syracuse, analizó cómo influye la estructura interna y el movimiento de rotación de la estrella en el proceso.
Anteriormente, los investigadores descubrieron que las fuerzas de marea del agujero negro no solo arrancan material estelar, sino que también ejercen una torsión que acelera la velocidad de giro de la estrella tras cada paso cercano. En el caso de astros que inicialmente giraban de forma lenta, este incremento en la rotación provoca que los escombros retornen hacia el agujero negro en un intervalo de tiempo más corto. Dicho flujo más concentrado compensa la pérdida menor de masa, manteniendo un ritmo de caída constante y, por ende, un brillo similar en cada destreza lumínica.
La nueva investigación introdujo un ingrediente fundamental en los modelos informáticos: simular estrellas que ya poseían una velocidad de rotación elevada antes de su primer acercamiento al agujero negro. Según los datos publicados en The Astrophysical Journal, cuando la velocidad angular de la estrella es comparable al movimiento de su órbita en el punto de máxima aproximación, el agujero negro transfiere una cantidad de rotación adicional mucho menor.
El comportamiento físico de las estrellas de baja y alta masa frente a los monstruos galácticos
La capacidad de supervivencia de una estrella depende de su densidad y estructura interna.
| Tipo de estrella y rotación | Dinámica del encuentro | Evolución del flujo de caída |
|---|---|---|
| Estrella de masa solar (ZAMS) con giro rápido | El agujero negro transfiere poca rotación adicional | El ritmo máximo de caída disminuye un factor de 1.5 en el segundo paso y decae después |
| Estrellas de baja masa | Pueden perder masa y expandirse en pasos posteriores | Tienden a mostrar mayor vulnerabilidad ante la gravedad |
Al cambiar tan poco la velocidad de rotación posterior, el tiempo de retorno del material se mantuvo estable, permitiendo que la disminución de masa arrancada se traduzca directamente en destellos cada vez más débiles.
Estabilidad orbital y entornos galácticos extremos observados en el centro de la Vía Láctea
Más allá de la disrupción estelar parcial, el estudio de los entornos cercanos a los agujeros negros supermasivos sigue arrojando sorpresas sobre la estabilidad de los objetos celestes. Nuevas observaciones realizadas con el instrumento ERIS en el Very Large Telescope en Chile han demostrado que el agujero negro en el centro de nuestra galaxia, conocido como Sagittarius A* o Sgr A*, resulta ser menos destructivo de lo que se estimaba en modelos previos.
Investigadores liderados por Florian Peißker en la Universidad de Cologne comprobaron que diversos objetos polvorientos y sistemas estelares binarios cercanos al centro galáctico conservan órbitas estables sin ser desintegrados por completo. El análisis infrarrojo detallado de formaciones como G2, D9, X3 y X7 confirma que la gravedad extrema no siempre culmina en destrucción inmediata, abriendo nuevas vías para comprender la dinámica estelar en los núcleos galácticos.
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