Descubren el agujero negro más cercano a la Tierra

Durante el invierno del hemisferio sur, un punto de luz azul brilla en el cielo en la constelación del Telescopio. Este punto brillante parecido a una estrella es en realidad dos estrellas en órbita cercana acompañadas del agujero negro más cercano a la Tierra.

El agujero negro recientemente descubierto se encuentra en el sistema estelar HR 6819, a casi 1011 años luz de nuestro sistema solar. El objeto invisible, desvelado en la revista Astronomy Astrophysics, está orbitando con dos estrellas visibles. Se cree que es unas cuatro veces la masa del Sol y casi 2.500 años luz más cercana que el otro agujero negro.

‘Parece que se ha escondido a la vista. Es un [sistema] de estrellas tan brillante que lo estudian desde los años 80, pero parece haber presentado algunas sorpresas’, dice el astrónomo Kareem El-Badry, investigador postdoctoral de la Universidad de California en Berkeley, especializado. en sistemas estelares.binarios, pero no participó en el estudio.

HR 6819 puede verse en el centro de esta imagen del cielo de campo amplio creada con imágenes de la parte 2 de la encuesta digital del cielo. Ambas estrellas están tan juntas que aparecen como una, y el sistema triple también tiene el negro más cercano. agujero para una estrella. La Tierra se ha descubierto hasta ahora.

Foto de ESO / Digitized Sky Survey 2. Gracias a: Davide De Martin

A escala humana, mil años luz es una enorme distancia. Si se cambiara el modelo de la Vía Láctea de modo que la Tierra y el Sol estuvieran a algo de ancho, HR 6819 estaría a unos seis kilómetros de distancia. Pero en una gran estructura galáctica de más de 100.000 años luz de diámetro, HR 6819 está bastante cerca, lo que sugiere que la Vía Láctea está llena de agujeros negros.

‘Si encuentras a alguien muy cercano y crees que no eres especial, entonces debe estar en todas partes’, dice Thomas Rivinius, autor principal del estudio y astrónomo del Observatorio Europeo del Sur (ESO) en Chile.

agujeros negros con estrellas

Durante muchos años, se estimó que la Vía Láctea contenía cientos de millones de agujeros negros, objetos extremadamente densos con campos gravitatorios tan fuertes que ni siquiera la luz puede escapar. Pero encontrar esos objetos oscuros fue muy difícil. Se han descubierto decenas de agujeros negros en la galaxia que se alimentan de nubes de gas cercanas, un proceso que emite rayos X cuando la materia gira en torno a los bordes del agujero negro. En cambio, la mayoría de los agujeros negros de nuestra galaxia son invisibles, por lo que la única forma de encontrarlos es observando sus efectos gravitatorios sobre los objetos circundantes.

Los astrónomos que estudian HR 6819 no estaban buscando agujeros negros. Sólo querían estudiar un par de estrellas extrañas que orbitan entre sí.

La estrella exterior, conocida como estrella Be, tiene una masa mucho mayor que el Sol y es más caliente y azul. En el ecuador, la superficie de la estrella gira a más de 500 km por segundo, más de 200 veces más rápido que el ecuador del Sol. ‘Giran tan rápido que el material prácticamente vuela por sí solo’, explica Rivinius.

En 2004, una campaña de observación de cuatro meses del HR 6819 con el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros en el Observatorio La Silla de Chile reveló pistas de que el sistema no es un par binario normal. La estrella interior ‘normal’ parecía orbitar el otro objeto una vez cada 40,3 días, mientras que la estrella Be mayor orbitó mucho más lejos, tanto alrededor de la estrella interior como del misterioso tercer objeto.

Cinco años más tarde, Stan Stefl del Observatorio Europeo del Sur lideró una iniciativa para examinar las observaciones que sugerían que HR 6819 albergaba un agujero negro. Sin embargo, en 2022 Štefl murió en un accidente de coche después de dejar el trabajo.

En noviembre de 2022, Rivinius, un experto Starless y colega de larga fecha de Štefl, consideró que existía una nueva razón para volver a examinar HR 6819. Un grupo independiente publicó un estudio que detallaba el sistema estelar LB -1 con un agujero negro a unos 70 metros. . por nuestro Sol La obra ha dejado muchos boquiabiertos. A partir de lo que saben los físicos sobre la formación de agujeros negros de masa estelar (creados después de que una estrella masiva se convierta en supernova), la formación de agujeros negros de esa masa no debería ser posible. Cuando una estrella lo suficientemente grande como para formar un agujero negro de ese tamaño muere, explota de tal modo que los residuos resultantes se pueden hundir sobre sí mismos.

Sin embargo, el equipo de Rivinius se dio cuenta de que los datos de LB-1 eran muy parecidos a los que habían observado durante varios años con HR 6819. Decidieron caracterizar un tercer objeto misterioso del sistema, y ​​basándose en cálculos de la órbita interior de la estrella y luminosidad, determinaron que el objeto invisible era al menos 4,2 veces más masivo que nuestro Sol, similar a otros agujeros negros conocidos en la Vía Láctea.

objetivo invisible

Si el objeto está en torno a cuatro masas solares, no puede ser una estrella normal, porque si fuera tan grande sería ‘muy fácil de detectar’, dice el coautor del estudio Dietrich Baade, científico emérito de la ESO. También es demasiado masiva como una estrella de neutrones, los densos núcleos de estrellas dejados por las explosiones de supernovas.

Sólo un tipo de objeto podría explicar el resultado: un agujero negro.

Pero El-Badry señala que todos los estudios de sistemas como HR 6819 con varios objetos cercanos se enfrentan a múltiples fuentes potenciales de error. La estrella exterior Be y la estrella interior HR 6819 están demasiado cerca para ser distinguidas con un telescopio óptico. Sólo pueden diferenciar las dos estrellas por los distintos espectros de luz que emiten.

En algunos casos, las estrellas más viejas que se han ‘limpiado’ de su hidrógeno exterior pueden imitar la aparición de estrellas más jóvenes y masivas. Si la estrella interior de HR 6819 es una imitación, los investigadores deberían recalcular la masa inferida del agujero negro.

En el siguiente paso, los investigadores, dirigidos por el coautor Peter Hadrava, quieren ‘desvelar’ la luz emitida por HR 6819 y desvelar el espectro exacto de las dos estrellas que deberían determinar su identidad. El-Badry añade que el telescopio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, que captura la Vía Láctea con una precisión sin precedentes, podría proporcionar más información sobre las órbitas de HR 6819. Dado que el sistema está tan cerca, los astrónomos van poder identificar dos estrellas separadas mediante una técnica llamada interferometría, que combina múltiples telescopios, similar a la serie de telescopios que produjo la primera imagen de silueta de un agujero negro supermasivo.

‘Normalmente, cuando hay un agujero negro rodeado de una estrella, vemos a la estrella orbitante alrededor del agujero negro’, explica Marianne Heida, coautora del estudio e investigadora postdoctoral de la ESO. ‘Este está tan cerca que deberíamos poder observar el movimiento, lo que significa que tendremos una mejor idea de la masa del agujero negro si todo va bien’.

Mientras planifican sus próximos pasos, los científicos también mencionan a Steffl, el conductor encargado de encontrar el agujero negro. ‘Stan fue muy cuidadoso’, dijo Rivinius con una sonrisa. ‘Si me viera ahora, probablemente diría: ‘¿Estás seguro?’

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Alexis Torrente

Alexis Torrente, lleva 2 décadas enseñando a localizar e interpretar constelaciones a infinidad de grupos de iniciados en astronomía. Ha conocido y recibido consejos de grandes figuras del mundo de las estrellas y planetas, que sin suda está dispuesto a compartir con nosotros. Siempre desde su punto de vista tan característico.

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