Arcminute Microkelvin Imager observations at 15.5 GHz of the tidal disruption event Swift J164449.3+573451 from 2011 Mar to 2014 Mar
Este artículo informa sobre las observaciones del Arcminute Microkelvin Imager a 15.5 GHz del evento de disrupción de marea Swift J164449.3+573451 entre marzo de 2011 y marzo de 2014, revelando una densidad de flujo que aumentó desde aproximadamente 3 mJy hasta un pico de casi 30 mJy alrededor de 140 días después de la detección inicial de rayos gamma antes de declinar de manera constante.
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En lo profundo del cosmos, donde la gravedad de un agujero negro es lo suficientemente fuerte como para despedazar una estrella pasajera, puede desarrollarse un evento violento y poco común. Este fenómeno, conocido como un evento de disrupción de marea, ocurre cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia. La inmensa atracción gravitatoria del agujero negro estira la estrella en una larga corriente de gas, acabando por devorándola en un espectacular estallido de energía. Aunque estos eventos suelen detectarse por su repentino estallido de luz de alta energía, como rayos X o rayos gamma, los astrónomos también están interesados en observar cómo se desarrolla las consecuencias con el tiempo. Al rastrear las ondas de radio emitidas por los restos mientras espiran hacia el interior, los científicos pueden reconstruir la historia de cómo el agujero negro consume su comida y cómo reacciona el entorno circundante ante la violencia. Comprender estos cambios a largo plazo ayuda a los investigadores a refinar sus modelos del comportamiento de los agujeros negros y de la física de la gravedad extrema.
En marzo de 2011, un evento de disrupción de marea específico captó la atención de los astrónomos cuando un satélite detectó un repentino destello de rayos gamma desde una galía distante. Este objeto, designado como Swift J164449.3+573451, fue inicialmente confundido con un brote de rayos gamma estándar, un tipo común de explosión en el universo. Sin embargo, su comportamiento reveló rápidamente que era algo diferente; continuaba parpadeando y brillando de formas que sugerían que una estrella estaba siendo devorada por un agujero negro en lugar de ser una explosión única e instantánea. Para comprender el ciclo de vida completo de este evento, un investigador dirigió su atención a las ondas de radio provenientes del mismo punto en el cielo. Utilizando un conjunto de radiotelescopios especializado en Cambridge, Reino Unido, monitoreó el objeto con observaciones que comenzaban diariamente y que más tarde se espaciaron cada dos o más días, cubriendo el periodo desde marzo de 2011 hasta marzo de 2014. Su objetivo era capturar un registro detallado de cómo cambiaba la luminosidad de radio día tras día, llenando los vacíos dejados por observaciones anteriores más cortas.
El investigador utilizó un potente instrumento llamado Arcminute Microkelvin Imager, que consiste en ocho grandes antenas de radio trabajando juntas para crear una imagen nítida del cielo. Se centraron en un rango específico de frecuencias de radio, realizando mediciones del objeto objetivo diariamente o cada pocos días. Para asegurar que sus datos fueran precisos, verificaron frecuentemente sus instrumentos contra una fuente conocida y constante de ondas de radio cercana. A lo largo de tres años, completaron 308 observaciones separadas, filtrando cuidadosamente los datos recopilados durante mal tiempo o fallos técnicos. Este enorme conjunto de datos permitió construir una línea de tiempo precisa de la emisión de radio del evento, mostrando exactamente cómo evolucionó la luz de la estrella moribunda a lo largo del tiempo.
Los resultados de este monitoreo a largo plazo cuentan una historia clara de ascenso y caída. Poco después de la detección inicial del destello de rayos gamma, la señal de radio del objeto era tenue, midiendo unas 3 unidades de brillo. Durante los siguientes meses, esta señal creció de forma constante. Alcanzó su intensidad máxima aproximadamente 140 días después de la primera detección de rayos gamma, brillando casi diez veces más que al principio. Después de este pico, la luz de radio comenzó un declive lento y constante, desvaneciéndose gradualmente durante los dos años restantes del estudio. Este patrón de un ascenso brusco seguido de un desvanecimiento largo y suave confirma que el agujero negro estaba consumiendo activamente los restos estelares, con las ondas de radio sirviendo como un faro del material calentándose y luego enfriándose a medida que era tragado. El estudio proporciona un retrato completo de tres años de este evento cósmico, ofreciendo una mirada rara y detallada de las secuelas a largo plazo de una estrella siendo desgarrada por un agujero negro.
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