Utilizando el Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA, lanzado en 2004, los científicos han descubierto un agujero negro en una galaxia distante mordisqueando repetidamente una estrella similar al Sol. El objeto presagia una nueva era de la ciencia Swift posible gracias a un método novedoso para analizar datos del telescopio de rayos X (XRT) del satélite.

"El hardware, el software y las habilidades de su equipo internacional de Swift le han permitido adaptarse a nuevas áreas de la astrofísica a lo largo de su vida", dijo Phil Evans, astrofísico de la Universidad de Leicester en el Reino Unido y miembro del equipo de Swift desde hace mucho tiempo. “Neil Gehrels, el homónimo de la misión, supervisó y alentó muchas de esas transiciones. Ahora, con esta nueva habilidad, se está haciendo una ciencia aún más interesante”.

Evans dirigió un estudio sobre la desafortunada estrella y su hambriento agujero negro, denominados colectivamente Swift J023017.0+283603 (o Swift J0230 para abreviar), que se publicó el 7 de septiembre en Nature Astronomy.

Cuando una estrella se acerca demasiado a un monstruoso agujero negro, las fuerzas gravitacionales crean mareas intensas que rompen la estrella en una corriente de gas. El borde de ataque gira alrededor del agujero negro y el borde de salida escapa del sistema. Estos episodios destructivos se denominan eventos de perturbación de mareas. Los astrónomos los ven como llamaradas de luz de múltiples longitudes de onda creadas cuando los escombros chocan con un disco de material que ya orbita alrededor del agujero negro.

Recientemente, los astrónomos han estado investigando variaciones de este fenómeno, que llaman perturbaciones de marea parciales o repetidas.

Durante estos eventos, cada vez que una estrella en órbita pasa cerca de un agujero negro, la estrella se hincha hacia afuera y arroja material, pero sobrevive. El proceso se repite hasta que la estrella pierde demasiado gas y finalmente se rompe. Las características de cada estrella y sistema de agujeros negros determinan qué tipo de emisión observan los científicos, creando una amplia gama de comportamientos para categorizar.

Los ejemplos anteriores incluyen una explosión que ocurrió cada 114 días, potencialmente causada por una estrella gigante que orbita alrededor de un agujero negro con 78 millones de veces la masa del Sol. Otro se repetía cada nueve horas alrededor de un agujero negro con 400.000 veces la masa del Sol, probablemente causado por una ceniza estelar en órbita llamada enana blanca.

El 22 de junio de 2022, el XRT capturó a Swift J0230 por primera vez. Se iluminó en una galaxia a unos 500 millones de años luz de distancia, en la constelación norteña del Triángulo. El XRT de Swift observó nueve estallidos adicionales desde el mismo lugar aproximadamente cada pocas semanas.

Evans y su equipo proponen que Swift J0230 es una perturbación de marea repetida de una estrella similar al Sol que orbita un agujero negro con más de 200.000 veces la masa del Sol. Estiman que la estrella pierde alrededor de tres masas terrestres de material en cada pasada. Este sistema proporciona un puente entre otros tipos de perturbaciones repetidas sospechosas y permitió a los científicos modelar cómo las interacciones entre diferentes tipos de estrellas y tamaños de agujeros negros afectan lo que observamos.

"Buscamos y buscamos el evento que se ilumina en los datos recopilados por el telescopio óptico/ultravioleta de Swift", dijo Alice Breeveld, investigadora del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard (MSSL) de la University College London que ha trabajado en el instrumento desde antes del lanzamiento del satélite. “Pero no había ninguna señal de ello. La variabilidad de la galaxia se debía enteramente a los rayos X. Eso ayudó a descartar otras causas potenciales”.

El descubrimiento de Swift J0230 fue posible gracias a una nueva búsqueda automatizada de observaciones XRT, desarrollada por Evans, llamada Swift X-ray Transient Detector.

Después de que el instrumento observa una parte del cielo, los datos se transmiten a tierra y el programa los compara con instantáneas XRT anteriores del mismo lugar. Si esa porción del cielo de rayos X ha cambiado, los científicos reciben una alerta. En el caso de Swift J0230, Evans y sus colegas pudieron coordinar rápidamente observaciones adicionales de la región.

Swift fue diseñado originalmente para estudiar los estallidos de rayos gamma, las explosiones más poderosas del cosmos. Sin embargo, desde que se lanzó el satélite, los científicos han reconocido su capacidad para estudiar una gran cantidad de objetos celestes, como las mareas y los cometas.

"Swift J0230 fue descubierto sólo unos dos meses después de que Phil lanzara su programa", dijo S. Bradley Cenko, investigador principal de la misión en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Es un buen augurio para la capacidad del detector de identificar otros eventos transitorios y para el futuro de Swift explorando nuevos espacios de la ciencia".