En 2018, los sistemas automáticos de búsqueda de fenómenos transitorios detectaron un destello inusual en una galaxia situada a unos 665 millones de años luz de la Tierra. El evento recibió el nombre AT2018hyz. Lo que parecía un caso relativamente estándar de destrucción estelar terminó convirtiéndose en una de las observaciones más sorprendentes sobre la forma en que los agujeros negros supermasivos se alimentan y liberan energía.

El escenario: un evento de disrupción por marea

En el centro de la mayoría de las galaxias reside un agujero negro supermasivo, con masas de millones o miles de millones de veces la del Sol. Un ejemplo cercano es Sagitario A, en el núcleo de la Vía Láctea. En otras galaxias, como la que alberga el famoso M87, estos objetos pueden alcanzar masas colosales.

AT2018hyz corresponde a lo que los astrofísicos denominan un evento de disrupción por marea (Tidal Disruption Event, TDE). Ocurre cuando una estrella pasa demasiado cerca del agujero negro central de su galaxia. Si cruza el llamado radio de marea, la diferencia de fuerza gravitatoria entre el lado cercano y el lado lejano de la estrella supera su propia gravedad interna.

El resultado es violento:

• La estrella es estirada y desgarrada (proceso conocido informalmente como “espaguetificación”).
• Aproximadamente la mitad de su material es expulsado.
• El resto cae hacia el agujero negro, formando un disco de acreción.
• El calentamiento extremo del gas produce un destello luminoso observable.

La primera señal: el destello óptico de 2018

En 2018 se detectó un incremento de brillo en el rango óptico, típico de los TDE. Estos eventos permiten estudiar agujeros negros que, en condiciones normales, permanecen relativamente inactivos.

Durante esta fase inicial:

• La luminosidad aumenta rápidamente.
• El gas alcanza temperaturas de decenas de miles de grados.
• Se emiten radiaciones en ultravioleta, óptico e incluso rayos X.

Hasta ese momento, AT2018hyz no parecía extraordinario.

La sorpresa: una explosión en radio tres años después

En 2021, radiotelescopios como el Very Large Array (VLA) detectaron una emisión de radio sorprendentemente intensa proveniente del mismo sistema. Lo desconcertante fue que esta señal apareció años después del destello inicial, cuando el evento debería haber estado decayendo.

La potencia medida fue aproximadamente 25 veces mayor de lo esperado según los modelos estándar de TDE.

Este exceso de energía sugiere que el agujero negro generó un flujo de salida extremadamente potente (outflow), posiblemente un chorro o viento relativista, que interactuó con el medio interestelar circundante.

¿Qué implica esto desde el punto de vista físico?

La interpretación más aceptada es que:

1. Parte del material estelar formó un disco de acreción inestable.
2. A medida que el gas se reorganizaba y caía hacia el horizonte de sucesos, se liberó energía adicional.
3. Se produjo una eyección masiva de materia a velocidades cercanas a la de la luz.
4. La interacción de ese flujo con el gas circundante generó la emisión de radio intensa.

Esto obliga a revisar modelos teóricos sobre:

• La evolución temporal de los discos de acreción.
• La eficiencia de conversión masa–energía.
• Los mecanismos de lanzamiento de chorros relativistas.
• La retroalimentación (feedback) entre agujeros negros y galaxias.

Por qué AT2018hyz es importante

AT2018hyz demuestra que un TDE no es necesariamente un fenómeno breve y simple. Puede presentar reaceleraciones energéticas tardías, lo que implica que la física del acrecimiento es más compleja de lo que se pensaba.

Además:

• Ofrece una ventana para estudiar agujeros negros que no son núcleos activos permanentes.
• Permite analizar la dinámica del gas en entornos gravitatorios extremos.
• Ayuda a comprender cómo los agujeros negros influyen en la evolución galáctica.

En términos más amplios, eventos como AT2018hyz muestran que los agujeros negros no son meros “sumideros” pasivos, sino motores energéticos capaces de alterar su entorno a escalas astronómicas.

Una lección clave

El caso de AT2018hyz subraya algo fundamental en astrofísica moderna: los fenómenos transitorios requieren seguimiento a largo plazo. Lo que parece un evento rutinario puede revelar procesos energéticos inesperados años después.

Lejos de ser un simple episodio de destrucción estelar, AT2018hyz se ha convertido en un laboratorio natural para estudiar cómo la materia, bajo condiciones extremas, puede desencadenar algunos de los procesos más energéticos del universo observable.

Sección técnica: escalas físicas y marco teórico

Radio de marea

Un evento de disrupción por marea ocurre cuando una estrella cruza el radio de marea $R_t$Rt​, definido por la condición de que la fuerza de marea del agujero negro iguale la autogravedad estelar.$$R_t \approx R_* \left(\frac{M_{BH}}{M_*}\right)^{1/3}$$Rt​≈R∗​(M∗​MBH​​)1/3

donde:

• $R_*$R∗​ = radio estelar
• $M_*$M∗​ = masa estelar
• $M_{BH}$MBH​ = masa del agujero negro

Si asumimos una estrella tipo solar:

• $M_* \sim M_\odot$M∗​∼M⊙​
• $R_* \sim R_\odot$R∗​∼R⊙​
• $M_{BH} \sim 10^6 \, M_\odot$MBH​∼106M⊙​ (orden típico estimado para el caso de AT2018hyz)

Entonces:$$R_t \approx R_\odot (10^6)^{1/3} \approx 100 \, R_\odot$$Rt​≈R⊙​(106)1/3≈100R⊙​

En unidades astronómicas:$$R_t \sim 0.5 \, \text{UA}$$Rt​∼0.5UA

Es decir, comparable a la órbita de Mercurio.

Condición de disrupción observable

Para que el evento sea visible (y no que la estrella cruce directamente el horizonte de sucesos), debe cumplirse:$$R_t > R_S$$Rt​>RS​

donde $R_S$RS​ es el radio de Schwarzschild:$$R_S = \frac{2GM_{BH}}{c^2}$$RS​=c22GMBH​​

Para $M_{BH} = 10^6 M_\odot$MBH​=106M⊙​:$$R_S \sim 3 \times 10^6 \, \text{km}$$RS​∼3×106km

Dado que el radio de marea en este caso es mayor que $R_S$RS​, la disrupción ocurre fuera del horizonte y produce señal electromagnética detectable.

Este límite impone que los TDE clásicos son más probables en agujeros negros con masas:$$M_{BH} \lesssim 10^8 M_\odot$$MBH​≲108M⊙​

Para masas mayores, la estrella puede ser engullida sin producir flare observable.

Tiempo característico de retorno del material

Tras la disrupción, el material estelar queda distribuido en un abanico de energías específicas. El tiempo característico para que el material más ligado regrese al pericentro es:$$t_{min} \sim \frac{\pi}{\sqrt{2}} \frac{R_t^{3/2}}{\sqrt{G M_{BH}}}$$tmin​∼2​π​GMBH​​Rt3/2​​

Para los valores adoptados:$$t_{min} \sim semanas \text{ a } pocos meses$$tmin​∼semanas a pocosmeses

Esto coincide con la evolución observacional típica de AT2018hyz en su fase óptica inicial.

La tasa de acreción posterior sigue aproximadamente:$$\dot{M}(t) \propto t^{-5/3}$$M˙(t)∝t−5/3

Esta ley de potencia es una predicción clásica de la teoría de TDE.

Escala energética

Si aproximadamente la mitad de la masa estelar queda ligada al agujero negro:$$M_{acc} \sim 0.5 M_\odot$$Macc​∼0.5M⊙​

La energía liberada por acrecimiento viene dada por:$$E \sim \eta M_{acc} c^2$$E∼ηMacc​c2

donde $\eta$η es la eficiencia radiativa.

Para un agujero negro no rotante (Schwarzschild):$$\eta \sim 0.057$$η∼0.057

Para uno en rotación rápida (Kerr extremo):$$\eta \sim 0.3 – 0.4$$η∼0.3−0.4

Tomando un valor conservador $\eta \sim 0.1$η∼0.1:$$E \sim 0.1 \times 0.5 M_\odot c^2$$E∼0.1×0.5M⊙​c2 $$E \sim 10^{53} \text{ erg}$$E∼1053 erg

Esto es comparable a la energía liberada por una supernova, pero distribuida en diferentes bandas y en escalas temporales más prolongadas.

El hecho de que la emisión en radio de AT2018hyz fuese unas 25 veces superior a la esperada sugiere que una fracción significativa de esta energía se canalizó en un outflow cinético, posiblemente con componentes relativistas.

Formación de chorros y outflows

La emisión tardía detectada en radio implica:

• Colimación parcial del flujo.
• Interacción del plasma con el medio circundante.
• Aceleración de partículas y emisión sincrotrón.

El mecanismo probable de extracción energética podría estar relacionado con:

• Procesos magnetohidrodinámicos en el disco.
• Posible activación del mecanismo de Blandford–Znajek (si el agujero negro rota).

Conclusión

AT2018hyz se ajusta al marco clásico de los eventos de disrupción por marea en su fase inicial, pero su reactivación tardía en radio indica que:

• El acrecimiento puede reorganizarse dinámicamente.
• La eficiencia de conversión masa–energía puede variar temporalmente.
• Los modelos estándar simplificados ($\dot{M} \propto t^{-5/3}$M˙∝t−5/3) no capturan toda la complejidad hidrodinámica y relativista del sistema.

Desde el punto de vista teórico, este evento constituye un caso de estudio clave para refinar modelos de:

• Acrecimiento transitorio.
• Retroalimentación de agujeros negros.
• Evolución energética de TDE con eyecciones tardías.

AT2018hyz ha pasado de ser un evento transitorio aparentemente convencional a convertirse en un caso paradigmático para la astrofísica de agujeros negros supermasivos. Lo que comenzó como una disrupción estelar típica reveló, años después, un comportamiento energético inesperado que desafía los modelos estándar de evolución de los eventos de disrupción por marea.

Desde el punto de vista físico, este caso demuestra que el acrecimiento no es un proceso monótono ni estrictamente predecible mediante leyes de decaimiento simples como $\dot{M} \propto t^{-5/3}$M˙∝t−5/3. La aparición tardía de una emisión de radio extraordinariamente intensa sugiere reorganizaciones dinámicas del disco de acreción, generación eficiente de outflows y posible activación de mecanismos magnetohidrodinámicos capaces de extraer energía de forma más eficaz de lo previsto.

Más allá de su singularidad observacional, AT2018hyz refuerza una idea central en la astrofísica moderna: los agujeros negros supermasivos no son entidades pasivas que simplemente consumen materia, sino sistemas altamente dinámicos capaces de liberar enormes cantidades de energía y alterar su entorno galáctico. Cada evento de este tipo funciona como un experimento natural en condiciones extremas de gravedad, plasma relativista y campos magnéticos intensos.

En definitiva, AT2018hyz no solo amplía nuestro conocimiento sobre los eventos de disrupción por marea, sino que obliga a refinar los modelos teóricos de acrecimiento transitorio y retroalimentación galáctica. Su estudio continuo contribuirá a comprender mejor cómo interactúan los agujeros negros con el medio interestelar y cómo influyen, a largo plazo, en la evolución de las galaxias que habitan.