Estrella que choca contra el disco: cómo nacen misteriosos destellos cerca de agujeros negros ✛

Original: "Radiation-hydrodynamics of star-disc collisions: From system parameters to outflows and lightcurves"
arXiv:2607.05508v1 · 2026-07-06 · CC BY 4.0 · 2 min
Cálculos tridimensionales revelaron cómo los parámetros de las colisiones de una estrella con el disco de un agujero negro determinan las propiedades de enigmáticas erupciones de rayos X.

Algunas galaxias lejanas se comportan de manera extraña: de vez en cuando, su centro brilla intensamente en rayos X. Estas erupciones repetitivas, similares a un pulso, se denominan erupciones cuasiperiódicas. Los científicos sospechaban desde hace tiempo que la causa eran colisiones de una estrella con una densa nube de gas que gira alrededor de un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia. Para comprobar esta idea, se creó un modelo por computadora.

El modelo mostró que cuando una estrella, a una velocidad cercana a un tercio de la velocidad de la luz, choca contra este disco, el gas calentado en el punto de impacto genera un destello cegador. Cuanto más rápida es la estrella y más denso es el disco, más potente y prolongado es el resplandor. Resulta interesante que el ángulo con el que la estrella ingresa al disco también importa: en un impacto oblicuo se producen destellos de distinto brillo, uno por delante y otro por detrás. Justamente ese patrón se observa en la misteriosa fuente GSN 069. Al parecer, allí una estrella del tamaño de nuestro Sol recorre una órbita inclinada a través de un disco muy denso, remanente de cuando el agujero negro desgarró otra estrella.

La energía de una sola de estas colisiones equivale a la luz de una galaxia entera, y la temperatura en la onda de choque alcanza cientos de millones de grados.

Este descubrimiento no solo resuelve un viejo misterio, sino que también brinda una nueva herramienta para estudiar los alrededores de los agujeros negros. En el futuro, los científicos esperan afinar los detalles mediante espectroscopía, la descomposición de la luz en colores que revela la composición y el movimiento del gas. Además, estos eventos colosales podrían generar ondas gravitacionales, ondulaciones del espacio que pueden ser captadas por detectores sensibles. Los primeros pasos en esa dirección los dio Joseph Weber, y sentaron las bases teóricas científicos como Karl Schwarzschild y Stephen Hawking.

Si una estrella así realmente chocara contra un disco a una velocidad del 0.1 de la luz, la energía liberada bastaría para eclipsar momentáneamente una galaxia entera.

En la película 'Interestelar', los protagonistas exploran el disco de acreción del agujero negro gigante Gargantúa; en la realidad, colisiones así de estrellas con discos pueden provocar repetitivas erupciones de rayos X.

\dot{E}_{\text{in}} = \pi R_{\star}^2 \rho v_{\star} \Delta u \approx 5.6\times 10^{42} \,\text{erg/s} \left(\frac{v_{\star}}{0.1c}\right)^3 \left(\frac{\rho}{3.6\times 10^{-8}\,\text{g/cm}^3}\right) \left(\frac{R_{\star}}{R_{\odot}}\right)^2
Dependencia de la liberación de energía de la velocidad de la estrella, la densidad del disco y el radio estelar.
\mathbf{F}_{\text{diff}} = -\lambda \frac{c}{\kappa_s} \frac{\nabla e_{\text{rad}}}{\rho}
Determina el transporte de radiación en un medio ópticamente denso, donde λ es el limitador de flujo.
Científicos
Stephen HawkingJacob BekensteinFritz ZwickyBernhard RiemannJoseph WeberKarl Schwarzschild
Conceptos
erupciones cuasiperiódicas erupciones estelares estrella de Wolf-Rayet química de discos protoplanetarios estallido estelar disco de escombros erupción solar llamarada gas de formación estelar explosión estelar explosión de rayos x evolución química de las estrellas destello de helio nucleosíntesis de las primeras estrellas simulación hidrodinámica erupción formación de la composición planetaria vientos de acreción de agujeros negros erupción solar quema de helio