La misión TESS de la NASA tiene su primer agujero negro desgarrador de estrellas.
Un evento de interrupción de mareas.
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| esta ilustración muestra una interrupción de la marea, que ocurre cuando una estrella que pasa se acerca demasiado a un agujero negro y se desgarra en una corriente de gas. Al final, parte del gas se deposita en una estructura alrededor del agujero negro llamada disco de acreción. Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. |
Por primera vez, el Satélite de Estudio de Exoplanetas en Tránsito (TESS) en busca de planetas de la NASA observó un agujero negro desgarrar una estrella en un fenómeno cataclísmico llamado evento de interrupción de las mareas. Las observaciones de seguimiento realizadas por el Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA y otras instalaciones han producido la mirada más detallada hasta el momento en los primeros momentos de uno de estos eventos de destrucción de estrellas.
"Los datos de TESS nos permiten ver exactamente cuándo este evento destructivo, llamado ASASSN-19bt, comenzó a ser más brillante, lo que nunca antes habíamos podido hacer", dijo Thomas Holoien, miembro de Carnegie Fellow en los Observatorios Carnegie en Pasadena, California. "Debido a que identificamos la interrupción de las mareas rápidamente con la Encuesta Automática de Supernovas All-Sky en tierra (ASAS-SN), pudimos desencadenar observaciones de seguimiento de longitud de onda múltiple en los primeros días. Los primeros datos serán increíblemente útiles para modelar la física de estos arrebatos ".
Un artículo que describe los hallazgos, dirigido por Holoien, se publicó en la edición del 27 de septiembre de 2019 de The Astrophysical Journal y ahora está disponible en línea, enlace artículo.
ASAS-SN, una red mundial de 20 telescopios robóticos con sede en la Universidad Estatal de Ohio (OSU) en Columbus, descubrió el evento el 29 de enero. Holoien estaba trabajando en el Observatorio Las Campanas en Chile cuando recibió la alerta de Sudáfrica del proyecto. instrumento. Holoien entrenó rápidamente dos telescopios Las Campanas en ASASSN-19bt y luego solicitó observaciones de seguimiento por parte de Swift, XMM-Newton de la ESA (Agencia Espacial Europea) y telescopios terrestres de 1 metro en la red global del Observatorio Las Cumbres.
Sin embargo, TESS no necesitaba una llamada a la acción porque ya estaba mirando la misma área. El cazador de planetas monitorea grandes franjas del cielo, llamadas sectores, durante 27 días a la vez. Esta vista larga le permite a TESS observar tránsitos, caídas periódicas en el brillo de una estrella que pueden indicar planetas en órbita.
ASAS-SN comenzó a pasar más tiempo mirando los sectores TESS cuando el satélite inició operaciones científicas en julio de 2018. Los astrónomos anticiparon que TESS podría captar la luz más temprana de los estallidos estelares de corta duración, incluidas las supernovas y las interrupciones de las mareas. TESS vio por primera vez ASASSN-19bt el 21 de enero, más de una semana antes de que el evento fuera lo suficientemente brillante como para que ASAS-SN lo detectara. Sin embargo, el satélite solo transmite datos a la Tierra cada dos semanas, y una vez recibidos deben procesarse en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California. Por lo tanto, los primeros datos de TESS sobre la interrupción de las mareas no estuvieron disponibles hasta el 13 de marzo. Esta es la razón por la cual la obtención de observaciones de seguimiento tempranas de estos eventos depende de la coordinación mediante encuestas en tierra como ASAS-SN.
Afortunadamente, la interrupción también ocurrió en la zona de visualización continua sur de TESS, que siempre estaba a la vista de una de las cuatro cámaras del satélite. (TESS cambió a monitorear el cielo del norte a fines de julio). La ubicación de ASASSN-19bt permitió a Holoien y sus colegas seguir el evento en varios sectores. Si hubiera ocurrido fuera de esta zona, TESS podría haberse perdido el comienzo del estallido.
"Los primeros datos de TESS nos permiten ver la luz muy cerca del agujero negro, mucho más cerca de lo que hemos podido ver antes", dijo Patrick Vallely, coautor y becario de investigación de la National Science Foundation en OSU. "También nos muestran que el aumento de brillo de ASASSN-19bt fue muy suave, lo que nos ayuda a decir que el evento fue una interrupción de las mareas y no otro tipo de arrebato, como el del centro de una galaxia o una supernova".
Cuando una estrella se desvía demasiado cerca de un agujero negro, las mareas intensas la separan en una corriente de gas. La cola de la corriente escapa del sistema, mientras que el resto gira hacia atrás, rodeando el agujero negro con un disco de escombros. Este video incluye imágenes de un evento de interrupción de las mareas llamado ASASSN-19bt tomadas por el Satélite de Encuesta de Tránsito Exoplaneta de la NASA (TESS) y las misiones Swift, así como una animación que muestra cómo se desarrolló el evento. Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA.
El equipo de Holoien utilizó datos UV de Swift, el más antiguo visto desde una interrupción de las mareas, para determinar que la temperatura cayó en aproximadamente un 50%, de alrededor de 71,500 a 35,500 grados Fahrenheit (40,000 a 20,000 grados Celsius), en unos pocos días. Es la primera vez que se ve una disminución tan temprana de la temperatura en una interrupción de la marea antes, aunque algunas teorías lo han predicho, dijo Holoien.
Más típico para este tipo de eventos fue el bajo nivel de emisión de rayos X visto tanto por Swift como por XMM-Newton. Los científicos no entienden completamente por qué las interrupciones de las mareas producen tanta emisión de rayos UV y tan pocos rayos X.
"La gente ha sugerido múltiples teorías: tal vez la luz rebota a través de los escombros recién creados y pierde energía, o tal vez el disco se forma más lejos del agujero negro de lo que pensábamos originalmente y la luz no se ve tan afectada por la extrema gravedad del objeto", dijo S. Bradley Cenko, investigador principal de Swift en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Más observaciones tempranas de estos eventos pueden ayudarnos a responder algunas de estas preguntas persistentes".
Los astrónomos piensan que el agujero negro supermasivo que generó ASASSN-19bt pesa alrededor de 6 millones de veces la masa del Sol. Se encuentra en el centro de una galaxia llamada 2MASX J07001137-6602251 ubicada a unos 375 millones de años luz de distancia en la constelación de Volans. La estrella destruida puede haber sido similar en tamaño a nuestro Sol.
Las interrupciones de las mareas son increíblemente raras, ocurren una vez cada 10,000 a 100,000 años en una galaxia del tamaño de nuestra propia Vía Láctea. Las supernovas, en comparación, ocurren cada 100 años más o menos. En total, los astrónomos han observado solo alrededor de 40 interrupciones de marea hasta el momento, y los científicos predijeron que TESS solo vería uno o dos en su misión inicial de dos años.
"Para TESS observar ASASSN-19bt tan temprano en su mandato, y en la zona de visualización continua donde pudimos verlo durante tanto tiempo, es realmente extraordinario", dijo Padi Boyd, el científico del proyecto TESS en Goddard. "Las futuras colaboraciones con observatorios de todo el mundo y en órbita nos ayudarán a aprender aún más sobre los diferentes estallidos que iluminan el cosmos".
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| TESS es una misión del Explorador de Astrofísica de la NASA dirigida y operada por el MIT en Cambridge, Massachusetts, y administrada por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. Los socios adicionales incluyen Northrop Grumman, con sede en Falls Church, Virginia; Centro de Investigación Ames de la NASA en el Silicon Valley de California; el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica en Cambridge, Massachusetts; Laboratorio Lincoln del MIT; y el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore. Más de una docena de universidades, institutos de investigación y observatorios de todo el mundo participan en la misión. |
El Goddard Space Flight Center de la NASA gestiona la misión Swift en colaboración con Penn State en University Park, el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México y Northrop Grumman Innovation Systems en Dulles, Virginia. Otros socios incluyen la Universidad de Leicester y el Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard del University College London en el Reino Unido, el Observatorio Brera y ASI.
Por Jeanette Kazmierczak
Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland.
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La Universidad Estatal de Ohio, Comunicaciones de investigación
Última actualización: 26 de septiembre de 2019, enlace publicación.
Editor: Rob Garner
