Una señal extrema detectada en rayos X y gamma desafía las categorías conocidas de explosiones cósmicas. Su rápida evolución y su energía descomunal apuntan a un escenario poco explorado que podría cambiar la búsqueda de ciertos agujeros negros.

Una señal de rayos X detectada en julio de 2025 sorprendió a la comunidad astronómica por su intensidad y por su rapidez. Procedía de una galaxia lejana, a un corrimiento al rojo de z = 1,036, lo que implica que la luz salió de allí hace unos 8.000 millones de años. No era una fuente persistente ni una explosión estelar convencional. Se trataba de un fenómeno transitorio, extremadamente brillante, que evolucionó en cuestión de días y no de meses o años, como suele ser habitual en muchos eventos cósmicos energéticos.

El estudio, publicado en Science Bulletin bajo el título “A fast powerful X-ray transient from possible tidal disruption of a white dwarf”, describe el evento EP250702a como algo que no encaja en las categorías conocidas. En palabras del propio artículo, sus propiedades “no se parecen a las de ningún fenómeno transitorio conocido previamente”.

A partir de observaciones en rayos X, rayos gamma, infrarrojo y radio, el equipo reconstruyó una historia física que pone a prueba lo que se sabía sobre agujeros negros de masa intermedia y estrellas extremadamente compactas.

Qué es una disrupción por marea y por qué importa

Cuando una estrella pasa demasiado cerca de un agujero negro, la diferencia de gravedad entre el lado más cercano y el más lejano puede desgarrarla. Este proceso se conoce como evento de disrupción por marea o TDE, por sus siglas en inglés. Parte del material estelar cae hacia el agujero negro y forma un disco de acreción que emite grandes cantidades de energía, especialmente en rayos X y ultravioleta.

Hasta ahora se han observado más de un centenar de estos eventos, casi todos protagonizados por estrellas “normales”, similares al Sol o algo más masivas. En esos casos, la emisión puede durar meses o incluso años. El propio artículo recuerda que “más de 100 eventos de disrupción por marea han sido observados”, y que en ellos la materia arrancada “sostiene las fulguraciones durante años”. Ese patrón relativamente prolongado se convirtió en una referencia para identificar nuevos casos.

Sin embargo, no todas las estrellas son iguales. Una enana blanca es el núcleo remanente de una estrella que ya ha agotado su combustible nuclear. Puede tener una masa comparable a la del Sol comprimida en un volumen similar al de la Tierra. Esa densidad extrema cambia por completo el desenlace cuando interactúa con un agujero negro.

Un objeto raro en el punto justo de masa

Las enanas blancas no pueden ser destruidas por cualquier agujero negro. Si el agujero negro es demasiado pequeño, la energía liberada sería menor y el fenómeno diferente. Si es demasiado grande, la estrella sería tragada entera antes de ser desgarrada de forma visible. El artículo señala que estas estrellas “solo pueden ser interrumpidas por agujeros negros de masa intermedia”, un tipo de objeto situado entre los agujeros negros de masa estelar y los supermasivos que habitan en el centro de las galaxias.

Los agujeros negros de masa intermedia, con masas de miles a cientos de miles de soles, son difíciles de detectar. No brillan de forma constante y suelen encontrarse fuera de los núcleos galácticos. Por eso, los TDE se consideran una herramienta valiosa para descubrirlos. El trabajo subraya que las disrupciones protagonizadas por enanas blancas se consideran una “prueba concluyente de agujeros negros de masa intermedia”.

En este contexto, el evento EP250702a adquirió un interés especial. Si realmente implicaba la destrucción de una enana blanca, podría ofrecer una vía directa para estudiar una población de agujeros negros hasta ahora esquiva.

Un estallido que no encaja en ningún molde conocido

El 2 de julio de 2025, el telescopio de rayos X de campo amplio de la misión Einstein Probe detectó una fuente transitoria con actividad intensa. Un análisis posterior mostró que la emisión había comenzado un día antes. Poco después, varios instrumentos, entre ellos Fermi/GBM y Konus-Wind, registraron potentes fulguraciones en rayos gamma asociadas al mismo objeto.

La curva de luz en rayos X reveló un comportamiento extremo. El flujo cayó más de cinco órdenes de magnitud en apenas 20 días, lo que equivale a una disminución de más de cien mil veces. Según el artículo, el evento mostró una “evolución rápida en una escala temporal sin precedentes”. Esa rapidez lo diferencia de los TDE conocidos, incluidos los pocos candidatos asociados a agujeros negros de masa intermedia, que suelen decaer a lo largo de años.

En su fase inicial alcanzó luminosidades isotrópicas aparentes de varios cientos de billones de billones de ergios por segundo, situándose entre las más altas registradas en este tipo de fenómenos y, en algunos momentos, por encima de las observadas en otros TDE con chorros relativistas. La combinación de brillo extremo y evolución vertiginosa obligó a descartar explicaciones habituales como los estallidos de rayos gamma clásicos o las explosiones estelares convencionales.

El papel de un chorro relativista y la masa del agujero negro

Las fulguraciones en rayos gamma, que se extendieron hasta decenas de megaelectronvoltios, indican la presencia de un chorro relativista, es decir, un flujo de partículas lanzado a velocidades cercanas a la de la luz. El artículo señala que estas características “indican emisión de un chorro relativista” y que el espectro duro y no térmico refuerza esa interpretación.

La variabilidad también ofrece pistas sobre el tamaño y la masa del objeto central. El equipo identificó una escala mínima de variación de 1,5 segundos (0,74 segundos en el sistema de referencia de la fuente). A partir de ese dato, estimaron un límite superior para el tamaño de la región emisora y, por tanto, para la masa del agujero negro. El resultado apunta a un valor de alrededor de 7.5000 masas solares, dentro del rango de los agujeros negros de masa intermedia.

Otro elemento clave fue la localización del evento en la periferia de su galaxia anfitriona, lejos del núcleo. Esa posición es coherente con la presencia de un agujero negro de masa intermedia errante, no con uno supermasivo central.

La aparición de un componente térmico tardío

A medida que la emisión en rayos X disminuía, el espectro cambió de forma notable. Al principio era extremadamente duro, dominado por procesos no térmicos asociados al chorro. Con el paso de los días, se volvió progresivamente más blando. El propio estudio describe una transición clara en el índice espectral, que pasó “de aproximadamente 1 a aproximadamente 3”.

En fases tardías apareció un componente térmico claramente identificable, bien descrito por un modelo de cuerpo negro, con una temperatura característica de alrededor de 170 electronvoltios, un valor típico en este tipo de fenómenos. La luminosidad asociada a esta emisión se situó en el entorno de casi un cuatrillón de ergios por segundo, una cifra coherente con un régimen de acreción extremadamente superando el límite de Eddington para un agujero negro de masa intermedia.

El artículo destaca que esta componente térmica es “consistente con emisión super-Eddington extrema de un disco de acreción” esperado en una disrupción de este tipo. En otras palabras, tras la fase dominada por el chorro, el sistema mostró la firma de un disco caliente alimentado por los restos de la estrella destruida.

Por qué una enana blanca encaja mejor que una estrella normal

Uno de los argumentos más sólidos del estudio tiene que ver con la escala temporal. La caída rápida del brillo es difícil de reconciliar con la disrupción de una estrella de secuencia principal, cuyo material tardaría más tiempo en volver hacia el agujero negro. El artículo afirma que “la escala temporal corta de evolución, junto con la mayor luminosidad pico en rayos X, apunta a una enana blanca, en lugar de una estrella de secuencia principal, como la estrella interrumpida”.

Las enanas blancas, al ser mucho más compactas, generan tiempos de retorno del material mucho más breves. Eso permite explicar tanto la rapidez del ascenso como la del declive. Además, si la enana blanca estaba magnetizada, podría haber aportado un campo magnético intenso al disco, favoreciendo la emisión en energías gamma más altas que en otros TDE con chorros.

En conjunto, el modelo de disrupción de una enana blanca por un agujero negro de masa intermedia logra integrar la duración, la luminosidad, la evolución espectral y la presencia del chorro en un único marco coherente.

Un laboratorio para estudiar agujeros negros esquivos

Más allá del caso concreto, EP250702a abre una vía prometedora. El propio artículo subraya que estos eventos “abren una nueva ventana para investigar los elusivos agujeros negros de masa intermedia y sus entornos estelares”. También señala que son “fuentes privilegiadas de ondas gravitacionales en la banda de interferómetros espaciales”.

Si futuros instrumentos detectan señales gravitacionales asociadas a este tipo de disrupciones, se podrá combinar la información electromagnética y gravitacional para medir con mayor precisión las masas y los parámetros físicos de los sistemas. De confirmarse más casos similares, la astronomía dispondrá de una herramienta poderosa para cartografiar una población de agujeros negros que hasta ahora se resiste a ser censada.

Tomado de Muyinteresante