Disrupciones de marea en el centro de la Vía Láctea: modelo de agujero negro frente a modelo de núcleo de materia oscura fermiónica

Abstract

La Vía Láctea alberga en su núcleo un objeto compacto llamado Sagitario A* (Sgr A*), con una masa de $\sim 10^6 M_\odot$. Generalmente, se considera que este objeto corresponde a un agujero negro supermasivo (SMBH), una hipótesis respaldada por las imágenes obtenidas con el Event Horizon Telescope y el monitoreo de las órbitas de las estrellas del cúmulo S. Sin embargo, estas evidencias no permiten descartar modelos alternativos, como el núcleo de materia oscura fermiónica propuesto en el modelo Ruffini-Argüelles-Rueda (RAR).

En este trabajo se estudió la dinámica de disrupciones de marea (TDEs), en las cuales una estrella es desgarrada por la acción gravitacional de un objeto central masivo. El análisis se llevó a cabo mediante simulaciones hidrodinámicas considerando dos modelos alternativos para Sgr A*: SMBH y RAR. Para ello se realizaron simulaciones numéricas con el método Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) con el código GADGET-3. En el caso del modelo RAR, el código fue adaptado para incorporar un potencial extendido derivado de su perfil de densidad esféricamente simétrico.

El análisis se centró en las curvas de luz y en la distribución de energías de las partículas ligadas. En el modelo de agujero negro los picos son agudos y concentrados, reflejando un retorno rápido y localizado del material. En contraste, en el modelo RAR los máximos resultan más suaves y desplazados, consecuencia de que el potencial extendido reparte la redistribución del gas en una región más amplia y en escalas de tiempo mayores.

Los resultados muestran que ambos modelos reproducen de manera consistente la dinámica global de un TDE y permiten comparar las diferencias observables entre los dos escenarios considerados.