Un agujero negro se sumerge en una estrella: estallido de rayos gamma récord ✛

Original: "GRB 250702B: Discovery of a Gamma-Ray Burst from a Black Hole Falling into a Star"
arXiv:2509.22792 · 2025-09-26 · CC BY 4.0 · 2 min
GRB 250702B duró 25 veces más que los estallidos típicos y apunta a la fusión de un agujero negro con una estrella de helio.

Durante siete horas seguidas, un telescopio espacial de rayos gamma registró destellos que no querían terminar. Así comenzó la historia de GRB 250702B, el estallido de rayos gamma más largo de la historia de las observaciones. Los estallidos típicos duran segundos, o a lo sumo minutos. Este se extendió durante 25 000 segundos, duplicando el récord anterior. Pero lo más extraño es que dentro de ese lento río de radiación se escondían rápidos remolinos: el brillo cambiaba en fracciones de segundo, como si dentro de un proceso pausado trabajara un motor veloz.

Los astrofísicos conocen dos escenarios principales para el nacimiento de los estallidos de rayos gamma. Los estallidos cortos son fusiones de estrellas de neutrones. Los largos, el colapso del núcleo de una estrella masiva en un agujero negro, el llamado colapsar. Pero ninguno de ellos puede alimentar un chorro durante más de unos pocos miles de segundos: una estrella aislada no tiene suficiente momento angular para mantener girando un disco de acreción durante tanto tiempo. Y la disrupción de marea de una estrella por un agujero negro produce una variabilidad demasiado suave. GRB 250702B no encajaba en ninguno de estos esquemas.

Los destellos individuales dentro de GRB 250702B cambiaban en fracciones de segundo, aunque el estallido en sí duró unas 7 horas, más que un vuelo de Moscú a Nueva York.

La solución llegó con un modelo que nadie había aplicado antes a estallidos ultralargos. Un agujero negro de masa estelar, como un nadador, se sumerge en una estrella de helio, una que ya ha perdido su envoltura de hidrógeno. Al caer, hace que la estrella gire a su alrededor, y ese momento angular orbital se convierte en combustible para una acreción prolongada. La compacidad del agujero negro explica la rápida variabilidad, y la alta energía de los fotones, hasta 5 MeV, apunta a un chorro potente. Todo encaja.

Antes no estaba claro qué objeto podía alimentar un estallido de rayos gamma durante más de unos pocos miles de segundos. Ahora está claro: el récord de GRB 250702B se explica por la caída de un agujero negro en una estrella de helio. El momento angular orbital asegura una acreción larga, y la compacidad del agujero negro, una variabilidad rápida. Este descubrimiento convierte a la fusión de helio en una nueva clase de progenitores de estallidos de rayos gamma. El modelo predice que estos eventos deberían ir acompañados de supernovas débiles con baja producción de níquel-56, y que su población debería seguir la formación estelar. Futuros sondeos, como el LSST, podrán verificar estas predicciones.

GRB 250702B duró unas 7 horas, más que un vuelo de Moscú a Nueva York. Y sin embargo, los destellos individuales dentro de él cambiaban en fracciones de segundo, como si dentro de un proceso lento trabajara un motor rápido.

La fusión de un agujero negro con una estrella recuerda a la trama de la película Interestelar, donde el agujero negro Gargantúa interactúa con la materia circundante, pero aquí la escala es estelar, no supermasiva.

t_{ff} = \frac{\pi r^{3/2}}{2\sqrt{2GM}}
Tiempo característico de caída de materia sobre un agujero negro desde un radio r
t_{disk} = \frac{2\pi r_{disk}^{3/2}}{\alpha\sqrt{GM}} = \frac{2\pi j_{rot}^3}{\alpha G^2 M^2}
Tiempo de acreción viscosa en un disco alfa, que depende del momento angular
Conceptos
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