Se ha descubierto un agujero negro inactivo justo fuera de la Vía Láctea


¿Qué sucede cuando muere una estrella masiva? La sabiduría convencional (y la evidencia observacional) dice que puede colapsar para formar un agujero negro de «masa estelar». Los astrónomos detectan los agujeros negros por las emisiones de rayos X que emiten.

Pero, ¿y si el agujero negro no emite altos niveles de emisiones de rayos X? Entonces, podría ser un objeto muy raro: un agujero negro inactivo. No se han visto muchos de estos. Entonces, es emocionante saber que un equipo de astrónomos ha encontrado uno. Se llama VFTS 243. Lo detectaron en las observaciones del Very Large Telescope de estrellas en la Nebulosa de la Tarántula, en la vecina Gran Nube de Magallanes.

Encontrar una aguja en un pajar galáctico

VFTS 243 es el primer agujero negro inactivo que se detecta sin ambigüedades fuera de la Vía Láctea. Si bien es probable que haya miles de millones de agujeros negros de masa estelar, los inactivos son mucho más difíciles de encontrar. «Identificamos una ‘aguja en un pajar'», dijo el líder del equipo Tomer Shenar, becario Marie-Curie en la Universidad de Amsterdam, Países Bajos.

No es por falta de mirar, y los astrónomos han buscado. “Es increíble que apenas conozcamos agujeros negros inactivos, dado lo comunes que los astrónomos creen que son”, dijo el miembro del equipo Pablo Marchant de KU Leuven.

Este agujero negro inactivo recién descubierto tiene al menos nueve veces la masa de nuestro Sol. Está en una danza orbital de 10,4 días con una estrella azul caliente de 25 veces la masa del Sol. El agujero negro en sí tiene alrededor de 9 masas solares. Se considera inactivo porque no emite grandes cantidades de rayos X. Normalmente, eso sucedería a medida que el material entra en espiral en su disco de acreción desde la estrella compañera cercana.

Implicaciones para la formación de agujeros negros

Aunque los astrónomos conocen la historia general sobre cómo evoluciona una estrella masiva para convertirse en un agujero negro de masa estelar, hay muchos detalles del proceso para explorar. Este descubrimiento le da al equipo una nueva forma de ver la «fábrica» del agujero negro. Por lo general, un agujero negro de masa estelar se forma cuando el núcleo de una estrella masiva moribunda colapsa. Sin embargo, para un agujero negro inactivo, no está claro si el colapso fue seguido por una poderosa explosión de supernova. Este nuevo puede haber tomado una ruta muy diferente a la «capucha del agujero negro». De hecho, hay algunas pistas interesantes que apuntan a un camino evolutivo alternativo. Primero, está en una órbita casi circular y sus movimientos indican que hubo poco material expulsado por una explosión. Además, no hay evidencia de una forma de rebote llamada «patada de agujero negro» cuando el objeto colapsó. ¿Entonces qué pasó?

La impresión de este artista muestra cómo se vería el sistema binario VFTS 243 si lo estuviéramos observando de cerca. Los tamaños de los dos componentes binarios no están a escala: en realidad, la estrella azul es unas 200 000 veces más grande que el agujero negro. Tenga en cuenta que el efecto de «lente» alrededor del llamado agujero negro «inactivo» se muestra solo con fines ilustrativos, para que este objeto oscuro sea más notable en la imagen. La inclinación del sistema hace que, al mirarlo desde la Tierra, no podamos observar el agujero negro eclipsando a la estrella. Crédito: ESO/L. Calçada

«La estrella que formó el agujero negro en VFTS 243 parece haberse derrumbado por completo, sin signos de una explosión anterior», dijo Shenar, quien señaló que el descubrimiento del equipo tiene implicaciones para comprender las propiedades de las supernovas de colapso del núcleo, así como la gravedad. -detecciones de ondas. “La evidencia de este escenario de ‘colapso directo’ ha surgido recientemente, pero nuestro estudio podría decirse que proporciona una de las indicaciones más directas. Esto tiene enormes implicaciones para el origen de las fusiones de agujeros negros en el cosmos”.

Llamando a la policía de Black Hole

Hay más que un poco de ironía en este descubrimiento, ya que a veces se hace referencia a los miembros del equipo como la «policía del agujero negro». Eso se debe a que Shenar y otros colegas han desacreditado con frecuencia los avistamientos propuestos de otros agujeros negros. Entonces, el hecho de que buscaron y encontraron este agujero negro inactivo es una experiencia interesante. Y, su búsqueda tomó un tiempo y una gran cantidad de datos.

Para encontrar VFTS 243, la colaboración utilizó observaciones de casi mil estrellas masivas en la Nebulosa Tarántula. Los datos provienen de la Encuesta de tarántulas VLT FLAMES, y los miembros del equipo los usaron para identificar estrellas que podrían tener agujeros negros como compañeros. Debido a que existen explicaciones alternativas para tales objetos, identificar a estos compañeros como agujeros negros inactivos es extremadamente difícil.

“Como investigador que ha desacreditado los agujeros negros potenciales en los últimos años, era extremadamente escéptico con respecto a este descubrimiento”, dijo Shenar. Su escepticismo fue compartido por el coautor Kareem El-Badry del Centro de Astrofísica de Harvard, en los Estados Unidos. Gracias a la reputación de El-Badry como escéptico, Shenar lo llama el «destructor de agujeros negros». “Cuando Tomer me pidió que verificara dos veces sus hallazgos, tenía mis dudas”, dijo El-Badry. “Pero no pude encontrar una explicación plausible para los datos que no involucraran un agujero negro”.

Próximos pasos

A pesar del apodo de «policía de agujeros negros», el equipo espera un escrutinio muy activo de su descubrimiento de agujeros negros inactivos. También esperan que su trabajo permita el descubrimiento de otros agujeros negros de masa estelar que orbitan estrellas masivas. Como ejemplo de cuán abundantes son estos objetos, el equipo predice que existen miles de ellos en la Vía Láctea y las Nubes de Magallanes.

“Por supuesto, espero que otros en el campo analicen cuidadosamente nuestro análisis y traten de inventar modelos alternativos”, dijo El-Badry. “Es un proyecto muy emocionante en el que participar”.

Con información de Universetoday

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