A 1.560 años luz de distncia:
(4 Nov. 2022 - NOIRLab/CA) Mediante el telescopio Gemini Norte en Hawai‘i, que opera NOIRLab de NSF y AURA, astrónomos detectaron el agujero negro más cercano a la Tierra, apenas a 1.560 años luz de distancia. Se trata de la primera detección de un agujero negro de masa estelar en la Vía Láctea, cuya proximidad ofrece un objetivo de estudio único para avanzar en la comprensión de la evolución de los sistemas estelares binarios.
Imagen arriba: Impresión artística del agujero negro más cercano a la Terra con su compañera estelar de tipo solar. Créditos: International Gemini Observatory/ NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani.
Los agujeros negros son los objetos más extremos en el universo. Las versiones supermasivas de estos objetos astronómicos inimaginablemente densos, de miles de millones de veces la masa el Sol, se encuentren en el centro de las grandes galaxias. Sin embargo, los agujeros negros de masa estelar, que pueden tener una masa aproximada de entre cinco a 100 veces la masa el Sol, son muchos más comunes en el universo, con alrededor de 100 millones solo en la Vía Láctea. No obstante, hasta la fecha solamente se ha confirmado la existencia de unos pocos, casi todos activos, lo que significa que “brillan” intensamente en rayos X a medida que consumen material de un compañero estelar cercano, a diferencia de los agujeros negros inactivos que permaecen en la oscuridad.
Ante la imposibilidad de detectarlos por sus emisiones, el Dr. Kareem El-Badry, astrofísico del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian de Estados Unidos comenzó a buscarlos estudiando los movimientos del acompañante del agujero negro que gira alrededor de este orbitándolo, mediante la "velocidad radial", una técnica utilizada para buscar planetas extrasolares.
Es así como encontraron al agujero negro Gaia BH1, observando a una estrella similar al Sol que lo orbita a una distancia aproximada a la de la Tierra con respecto al Sol cada 185,6 días.
“Tome el Sistema Solar, coloque un agujero negro donde está el Sol, y el Sol donde está la Tierra, y como resultado tendrás este particular Sistema”, explicó Kareem El-Badry, autor principal del artículo científico que describe el descubrimiento. “Si bien existen muchas detecciones de sistemas como este, casi todos estos descubrimientos han sido refutados con posterioridad. En cambio, esta es la primera detección inéquivoca de una estrella tipo solar en una amplia órbita alrededor de un agujero negro de masa estelar en nuestra galaxia”, agregó.
Originalmente, el equipo identificó que el sistema albergaba potencialmente un agujero negro, mediante el análisis los datos de la sonda espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, la cual había capturado las diminutas irregularidades en el movimiento de la estrella causada por la gravedad de un objeto invisible y masivo. Para explorar el sistema en mayor detalle, El-Badry y su equipo realizaron observaciones de seguimiento utilizando el instrumento Espectrógrafo Multi-Objeto en Gemini Norte, las que fueron cruciales para permitir al equipo identificar el cuerpo central como un agujero negro aproximadamente 10 veces más masivo que nuestro Sol.
El equipo tenía una breve ventana de tiempo para realizar sus observaciones de seguimiento. “Cuando contamos con las primeras indicaciones que el sistema contenía un agujero negro, sólo tuvimos una semana antes de que los dos objetos estuvieran en la mayor aproximación de sus órbitas. Las mediciones en este punto son esenciales para realizar estimaciones de masas precisas en un sistema binario, por lo que la capacidad de Gemini para proporcionar observaciones de respuesta rápida fue fundamental para el éxito del proyecto. Si perdíamos esa estrecha ventana, estaríamos obligados a esperar otro año”, precisó El-Badry.
Los modelos actuales de los astrónomos acerca de la evolución de los sistemas binarios no pueden explicar completamente de qué modo se conformó la peculiar configuración del sistema Gaia BH1, porque la estrella original que luego se convirtió en este agujero negro, debería haber sido al menos 20 veces más masiva que nuestro Sol. Esto significa que habría vivido sólo unos pocos millones de años. Si ambas estrellas se formaron al mismo tiempo, esta estrella masiva se habría convertido rápidamente en una supergigante, inflando y engullendo a la otra estrella antes de que tuviera tiempo de convertirse en una estrella de secuencia principal propiamente tal, que quema hidrógeno al igual que nuestro Sol.
No está del todo claro cómo la estrella de masa solar sobrevivió a ese episodio, terminando como una estrella aparentemente normal, tal como lo indican las observaciones. Todos los modelos teóricos que permiten esta supervivencia predicen que la estrella de masa solar debería estar en una órbita mucho más estrecha de lo que realmente se observa.
“Es interesante ver que este sistema no se adapta fácilmente a los modelos estándar de evolución binaria, porque plantea muchas preguntas sobre la formación de este sistema binario, así como también como de cuántos de estos agujeros negros inactivos existen” concluyó El-Badry.
El Observatorio Internacional Gemini es operado por un consorcio de seis países, que incluye a los Estados Unidos a través de la National Science Foundation; Canadá con el National Research Council of Canada; Chile con la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo; Brazil mediante el Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações; Argentina con el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación; y Korea a través del Korea Astronomy and Space Science Institute. Cada uno de estos participantes y la Universidad de Hawaii, que tiene acceso regular a Gemini, mantiene una “Oficina Nacional Gemini” para apoyar a sus usuarios locales.
Imagen arriba: Mapa estelar de la constelación de Ofiuco con las estrellas que pueden verse a simple vista en una noche oscura y despejada. La ubicación del sistema Gaia BH1 se indica con un rombo rojo al centro. Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope.
Información Adicional (Wikipedia):
Constellation: Ophiuchus
Right ascension: 17h 28m 41.09661s
Declination: -00° 34' 51.5234"
Distance: 1.560 ly
Más Información:
El-Badry, K., et al. (2022). “A Sun-like star orbiting a black hole” publicado en el Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. https://doi.org/10.1093/mnras/stac3140
Observatorio Europeo Austral - ESO.
Atacama Large Millimeter (Submillimeter) Array - ALMA.
