Gaia podría detectar agujeros negros flotantes que pasan cerca de estrellas en la Vía Láctea

Lo que pasa con los agujeros negros es que son difíciles de ver. Por lo general, solo podemos detectar su presencia cuando podemos detectar su atracción gravitatoria. Y si hay agujeros negros rebeldes que Ilustración de la colisión de un agujero negro viajan por toda la galaxia y no están vinculados a otro astronómico luminoso, sería diabólicamente difícil detectarlos. Pero ahora tenemos un nuevo conjunto de datos potencial para hacerlo.

Gaia acaba de lanzar su tercer conjunto masivo de datos que contiene datos astrométricos de más de 1500 millones de estrellas, aproximadamente el 1 % del número total de estrellas de la galaxia. Según un nuevo artículo de Jeff Andrews de la Universidad de Florida y la Universidad Northwestern, Gaia podría detectar perturbaciones causadas por un agujero negro rebelde que interactúa brevemente con una de las 1.500 millones de estrellas del catálogo. Desafortunadamente, no es muy probable que tal interacción haya tenido lugar durante el tiempo de observación de Gaia.

Este documento es el tercero de una serie que explora el uso potencial del tesoro de nuevos datos de Gaia para encontrar compañeros para algunas de sus estrellas. Las estrellas luminosas son la especialidad de Gaia, pero muchas tienen «compañeros oscuros» que no son tan detectables como sus compañeros emisores de luz. No todos estos compañeros oscuros son agujeros negros; algunos podrían ser estrellas muertas que ya han consumido su suministro de combustible pero que no eran lo suficientemente masivas como para formar un agujero negro.

Vídeo reciente de Fraser sobre el descubrimiento de la masa del primer agujero negro rebelde. Crédito: Universo Hoy
El primer artículo analizó cómo los científicos podrían usar los datos de Gaia para detectar las firmas de esos compañeros oscuros. El segundo se centró en si los datos contienen indicios de relaciones orbitales binarias muy largas con períodos orbitales que superan la línea de tiempo de observación. Ambos estudios apuntan a análisis válidos que, sin duda, alguien emprenderá ahora que se publican los datos de Gaia. Sin embargo, no abordan lo que es potencialmente el más interesante de todos los compañeros oscuros: los agujeros negros.

Las estimaciones sitúan el número de agujeros negros en la Vía Láctea entre 10 y 1000 millones, entre el 0,01 % y el 1 % del número total probable de estrellas en la galaxia. Pero la mayoría de estos son solo del tamaño de una estrella y extremadamente difíciles de detectar usando datos convencionales. Sin embargo, su atracción podría ser perceptible en el conjunto de datos de Gaia.

La propia Gaia recopila datos de astrometría, que detectan la posición, los movimientos y las magnitudes de las estrellas. Cualquier interacción, por fugaz que sea, con un agujero negro, podría afectar potencialmente cualquiera de estas métricas. Es solo una cuestión de entender qué buscar.

Entrevista de UT con el Dr. Martin Barstow sobre el lanzamiento del tercer conjunto de datos masivo de Gaia.
Eso podría no ser tan fácil, como lo aclaran las matemáticas complejas y las «suposiciones extremas» que detallan los documentos de Andrews. Señala que alrededor de 300.000 estrellas en el catálogo de Gaia exhiben eventos de aceleración. Sin embargo, también señala que, con algunas suposiciones muy generales sobre el contenido de materia oscura de la Vía Láctea, ninguna de esas 300.000 aceleraciones observadas probablemente se deba a interacciones con un agujero negro rebelde.

Pero eso no significa que no sea posible detectar tal interacción con Gaia. De hecho, Andrews cree que es posible, con algunas suposiciones más sobre cómo está estructurada la propia galaxia. Un agujero negro rebelde que interactúa transitoriamente con una estrella luminosa es solo un evento raro que muy probablemente Gaia no capturó durante su período de observación. Pero si otro científico encuentra evidencia de tal interacción escondida en los datos u otra misión en el futuro logra capturar pruebas de ello, tal descubrimiento sería una bendición para la ciencia del agujero negro.