¡La Vía Láctea contiene un agujero negro masivo recientemente descubierto que acecha cerca de la Tierra! Este gigante dormido fue descubierto por el telescopio espacial europeo Gaia, que sigue el movimiento de miles de millones de estrellas en nuestra galaxia.
Los agujeros negros de masa estelar se crean cuando una estrella masiva se queda sin combustible y colapsa. El nuevo descubrimiento supone un hito, ya que representa la primera vez que se encuentra un gran agujero negro de este origen cerca de la Tierra.
El agujero negro de masa estelar, llamado Gaia-BH3, es 33 veces más masivo que nuestro Sol. El anterior agujero negro más masivo de esta clase encontrado en la Vía Láctea fue un agujero negro en el sistema binario de rayos X en la constelación de Cygnus (Cyg X-1), que tiene una masa estimada de unas 20 veces la del Sol. El agujero negro estelar promedio de la Vía Láctea es aproximadamente 10 veces más pesado que el Sol.
Gaia-BH3 se encuentra a sólo 2.000 años luz de la Tierra, lo que lo convierte en el segundo agujero negro más cercano a nuestro planeta jamás descubierto. El agujero negro más cercano a la Tierra es Gaia-BH1 (también descubierto por Gaia), que se encuentra a 1.560 años luz de distancia. Gaia-BH1 tiene una masa de aproximadamente 9,6 veces la masa del Sol, lo que lo hace mucho más pequeño que este agujero negro recién descubierto.
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«Encontrar Gaia BH3 es como el momento de la película 'The Matrix' donde Neo comienza a 'ver' la matriz», dijo George Seabrook, científico del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard del University College de Londres y miembro de la Black Hole Task de Gaia. Fuerza. dijo en un comunicado enviado a Space.com. «En nuestro caso, la 'matriz' es el conjunto de agujeros negros estelares latentes en nuestra galaxia, que estaban ocultos para nosotros antes de que Gaia los descubriera».
Seabrook añadió que Gaia BH3 es una pista importante para este grupo, porque es el agujero negro estelar más masivo encontrado en nuestra galaxia.
Por supuesto, Gaia-BH3 es pequeño en comparación con el agujero negro supermasivo que domina el corazón de la Vía Láctea, Sagitario A* (Sgr A*), que tiene una masa de 4,2 millones de veces la del Sol. Los agujeros negros supermasivos como Sgr A* no se crean por la muerte de estrellas masivas, sino por la fusión de agujeros negros cada vez más grandes.
Un agujero negro gigante dormido ha provocado que un compañero estelar se tambalee
Todos los agujeros negros tienen un límite exterior llamado horizonte de sucesos, punto en el que la velocidad de escape de un agujero negro excede la velocidad de la luz. Esto significa que el horizonte de sucesos es una superficie unidireccional que atrapa la luz más allá de la cual ninguna información puede escapar.
Como resultado, los agujeros negros no emiten ni reflejan luz, lo que significa que sólo pueden “verse” cuando están rodeados de material que gradualmente se alimenta de ellos. A veces, esto significa que un agujero negro en un sistema binario extrae material de una estrella compañera, formando un disco de gas y polvo a su alrededor.
La enorme influencia gravitacional de los agujeros negros genera intensas fuerzas de marea en la materia circundante, lo que hace que brille intensamente junto con el material que se destruye y consume, y que emita rayos X. Además, la materia que no es alimentada por el agujero negro puede dirigirse a sus polos y luego liberarse en forma de chorros con una velocidad cercana a la de la luz, que van acompañados de la emisión de luz.
Todas estas emisiones de luz podrían permitir a los astrónomos observar los agujeros negros. La pregunta es: ¿Cómo se pueden detectar los agujeros negros “latentes” que no se alimentan del gas y el polvo que los rodean? Por ejemplo, ¿qué pasa si un agujero negro de masa estelar tiene una estrella compañera, pero las dos están demasiado separadas para que el agujero negro pueda captar materia estelar de su compañera binaria?
En tales casos, el agujero negro y su estrella compañera orbitan alrededor de un punto que representa el centro de masa del sistema. Este también es el caso cuando orbita alrededor de una estrella compañera ligera, como otra estrella o incluso un planeta.
La rotación alrededor del centro de masa provoca una oscilación en el movimiento de la estrella, que es lo que ven los astrónomos. Debido a que Gaia tiene habilidad para medir con precisión el movimiento de las estrellas, es el instrumento perfecto para ver este bamboleo.
El Grupo de Trabajo sobre Agujeros Negros de Gaia se propuso buscar oscilaciones extrañas que no puedan explicarse por la presencia de otra estrella o planeta, y que apuntan a un compañero más pesado, tal vez un agujero negro.
Al centrarse en una antigua estrella gigante en la constelación de Aquila, situada a 1.926 años luz de la Tierra, el equipo encontró una oscilación en la trayectoria de la estrella. Esta oscilación indica que la estrella está atrapada en un movimiento orbital con un agujero negro inerte de una masa excepcionalmente alta. Están separados por una distancia que oscila entre la distancia entre el Sol y Neptuno en su punto más ancho y entre nuestra estrella y Júpiter en su punto más cercano.
«Es un rinoceronte real», dijo en un comunicado el investigador principal Pascual Panozzo del Centro Nacional de Investigación Científica del Observatorio de París en Francia. «Este es el tipo de descubrimiento que se hace una vez en la vida investigadora. Hasta ahora, los agujeros negros de este tamaño sólo se han descubierto en galaxias distantes a través de la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA, gracias a observaciones de ondas gravitacionales».
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Gracias a la sensibilidad de Gaia, el Black Hole Task Force también pudo imponer restricciones a la masa de Gaia-BH3 y descubrió que tiene 33 masas solares.
«Gaia-BH3 es el primer agujero negro cuya masa podemos medir con gran precisión», afirmó Tzivi Mazi, científica y miembro de la colaboración Gaia en la Universidad de Tel Aviv. «La masa del objeto es 30 veces mayor que la masa de nuestro Sol, lo cual es típico de las estimaciones que tenemos de la masa de agujeros negros muy distantes observados mediante experimentos de ondas gravitacionales. Las mediciones de Gaia proporcionan la primera evidencia indiscutible de esto [stellar-mass] Los agujeros negros de esta masa existen”.
Sin embargo, el sistema Gaia-BH3 debería ser de gran interés para los científicos por algo más que su proximidad a la Tierra y la masa de su agujero negro.
La estrella de este sistema es una estrella subgigante aproximadamente cinco veces el tamaño del Sol y 15 veces más brillante, aunque es más fría y menos densa que nuestra estrella. La estrella compañera Gaia-BH3 está compuesta principalmente de hidrógeno y helio, los dos elementos más ligeros del universo, y carece de elementos más pesados, que los astrónomos (de manera algo confusa) llaman “metales”.
El hecho de que esta estrella sea «pobre en metales» sugiere que la estrella que colapsó y murió para formar Gaia-BH3 también carecía de elementos más pesados. Se espera que las estrellas pobres en metales pierdan más masa que sus homólogas ricas en metales a lo largo de su vida, por lo que los científicos se preguntan si podrán mantener suficiente masa para dar origen a agujeros negros. Gaia-BH3 representa el primer indicio de que las estrellas pobres en metales realmente pueden hacer esto.
«Se espera que la próxima publicación de datos de Gaia contenga aún más datos, lo que nos ayudará a ver más del conjunto y comprender cómo se forman los agujeros negros estelares latentes», concluyó Seabrook.
La investigación del equipo fue publicada hoy (16 de abril) en la revista. Astronomía y astrofísica..
