Un pequeño agujero negro se escondía a plena vista a 1.500 años luz
Los investigadores lo han apodado 'El Unicornio', en parte porque es, hasta ahora, único en su clase, y en parte porque se encontró en la constelación de Monoceros, 'El Unicornio'.
Con tres veces la masa de nuestro sol, científicos han descubierto uno de los agujeros negros más pequeños registrados y el más cercano a la Tierra encontrado hasta la fecha: 1.500 años luz.
Los investigadores lo han apodado ‘El Unicornio’, en parte porque es, hasta ahora, único en su clase, y en parte porque se encontró en la constelación de Monoceros, ‘El Unicornio’. Los hallazgos se publican en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
«Cuando miramos los datos, este agujero negro, el Unicornio, simplemente apareció», dijo el autor principal, Tharindu Jayasinghe, estudiante de doctorado en astronomía en la Universidad Estatal de Ohio.
El Unicornio tiene aproximadamente tres veces la masa de nuestro sol, diminuto para ser un agujero negro. Se han encontrado muy pocos agujeros negros de esta masa en el universo. Este agujero negro está a 1.500 años luz de la Tierra, todavía dentro de la Vía Láctea. Y, hasta que Jayasinghe comenzó a analizarlo, esencialmente se escondía a plena vista.
El agujero negro parece ser el compañero de una estrella gigante roja, lo que significa que los dos están conectados por gravedad. Los científicos no pueden ver el agujero negro; son, por definición, oscuros, no solo visualmente, sino para las herramientas que usan los astrónomos para medir la luz y otras longitudes de onda.
Pero en este caso, pueden ver la estrella compañera del agujero negro. Esa estrella había sido bien documentada por sistemas de telescopios, incluido TESS, un satélite de la NASA que busca actualmente planetas fuera de nuestro sistema solar. Los datos al respecto habían estado ampliamente disponibles, pero aún no se habían analizado de esta manera.
Cuando Jayasinghe y los otros investigadores analizaron esos datos, notaron que algo que no podían ver parecía estar orbitando al gigante rojo, lo que provocó que la luz de esa estrella cambiara en intensidad y apariencia en varios puntos alrededor de la órbita.
Algo, se dieron cuenta, estaba tirando de la gigante roja y cambiando su forma. Ese efecto de tracción, llamado distorsión de las mareas, ofrece a los astrónomos una señal de que algo está afectando a la estrella. Una opción era un agujero negro, pero tendría que ser pequeño, menos de cinco veces la masa de nuestro sol, cayendo en una ventana de tamaño que los astrónomos llaman «brecha de masa». Solo recientemente los astrónomos han considerado la posibilidad de que existan agujeros negros de esa masa.
«Cuando miras de una manera diferente, que es lo que estamos haciendo, encuentras cosas diferentes», dijo Kris Stanek, coautor del estudio, profesor de astronomía en Ohio State. «Tharindu miró esta cosa que tantas otras personas habían visto y en lugar de descartar la posibilidad de que pudiera ser un agujero negro, dijo: ‘Bueno, ¿y si pudiera ser un agujero negro?'»
Esa interrupción mareal es producida por la fuerza de la marea de un compañero invisible: un agujero negro. «Así como la gravedad de la luna distorsiona los océanos de la Tierra, haciendo que los mares se abulten hacia la luna y se alejen de ella, produciendo mareas altas, el agujero negro distorsiona la estrella en una forma similar a una pelota de fútbol con un eje más largo que el otro». dijo en un comunicado Todd Thompson, coautor del estudio, presidente del departamento de astronomía de Ohio State. «La explicación más simple es que es un agujero negro, y en este caso, la explicación más simple es la más probable».
La velocidad de la gigante roja, el período de la órbita y la forma en que la fuerza de marea distorsionó al gigante rojo les indicó la masa del agujero negro, lo que los llevó a concluir que este agujero negro tenía aproximadamente tres masas solares.
Durante aproximadamente la última década, los astrónomos y astrofísicos se preguntaron si no estaban encontrando estos agujeros negros porque los sistemas y enfoques que usaban no eran lo suficientemente sofisticados para encontrarlos. O, se preguntaban, ¿simplemente no existían?
Luego, hace unos 18 meses, muchos de los miembros de este equipo de investigación, dirigido por Thompson, publicaron un artículo científico en la revista Science, que ofrece pruebas contundentes de que existen este tipo de agujeros negros. Ese descubrimiento motivó a Jayasinghe y otros a buscar seriamente agujeros negros más pequeños. Y esa evaluación los llevó al Unicornio.
Encontrar y estudiar agujeros negros y estrellas de neutrones en nuestra galaxia es crucial para los científicos que estudian el espacio, porque les informa sobre la forma en que se forman y mueren las estrellas.
Pero encontrar y estudiar agujeros negros es, casi por definición, difícil: los agujeros negros individuales no emiten el mismo tipo de rayos que otros objetos emiten en el espacio. Para el equipo científico, son electromagnéticamente silenciosos y oscuros. La mayoría de los agujeros negros conocidos se descubrieron porque interactuaban con una estrella compañera, que creaba muchos rayos X, y esos rayos X son visibles para los astrónomos.
En los últimos años, se han lanzado más experimentos a gran escala para tratar de localizar agujeros negros más pequeños, y Thompson dijo que espera ver más agujeros negros de «brecha de masa» descubiertos en el futuro.
«Creo que el campo está avanzando hacia esto, para realmente trazar un mapa de cuántos agujeros negros de masa baja, cuántos de masa intermedia y cuántos de masa alta hay, porque cada vez que encuentras uno te da una pista sobre qué estrellas colapsan, cuáles explotan y cuáles están en el medio «, dijo.
