Black Hole Police descubre un agujero negro inactivo fuera de nuestra galaxia

Un equipo internacional de expertos conocido por desacreditar múltiples descubrimientos de agujeros negros ha descubierto la existencia de un agujero negro de masa estelar en la Gran Nube de Magallanes, nuestra galaxia vecina. Comunicado de prensa de la Red de Divulgación Científica de ESO (ESON).

Fuente: ESON 18 de julio de 2022.

18 de julio de 2022: “Por primera vez, nuestro equipo ha informado colectivamente sobre el descubrimiento de un agujero negro, en lugar de refutarlo”, dijo el líder del estudio, Tomer Schnarer. También encontraron que la estrella que dio origen al agujero negro desapareció sin ningún signo de una poderosa explosión. El descubrimiento se realizó gracias a seis años de observaciones con el Very Large Telescope (VLT(del Observatorio Europeo Austral)ESO) ella hizo.

“Encontramos una ‘aguja en un pajar'”, dice Schnarer, quien realizó el estudio en KU Leuven en Bélgica. [1] Comenzó y ahora es becaria Marie Curie en la Universidad de Amsterdam en los Países Bajos. Aunque hay otros agujeros negros candidatos similares, el equipo afirma que este es el primer agujero negro de masa estelar “inactivo” que se ha detectado positivamente fuera de nuestra galaxia.

Los agujeros negros de masa estelar se forman cuando las estrellas masivas llegan al final de sus vidas y colapsan bajo la influencia de su propia gravedad. En un sistema estelar binario, un sistema de dos estrellas en órbita, este proceso deja un agujero negro en órbita alrededor de una estrella compañera brillante. Un agujero negro está “dormido” o “dormido” cuando no emite rayos X potentes, que es como suelen detectarse estos agujeros negros. “Es increíble que apenas sepamos acerca de los agujeros negros en reposo, considerando lo comunes que los astrónomos creen que son”, explica el coautor Pablo Marchant de KU Leuven. El agujero negro recién descubierto tiene al menos nueve veces la masa de nuestro Sol y orbita una estrella azul caliente con 25 veces la masa del Sol.

Los agujeros negros inertes son particularmente difíciles de detectar porque apenas interactúan con su entorno. “Hemos estado buscando agujeros negros y sistemas estelares binarios durante más de dos años”, dice la coautora Julia Bodensteiner, investigadora asociada de ESO En Alemania. “Estaba muy emocionado de escuchar acerca de VFTS 243, que creo que es el candidato más convincente descrito hasta ahora”. [2]

Para encontrar VFTS 243, el equipo buscó cerca de 1.000 estrellas masivas en la región de la Nebulosa de la Tarántula en la Gran Nube de Magallanes para encontrar aquellas que podrían tener agujeros negros como compañeros. Es muy difícil identificar a estos compañeros como agujeros negros porque hay muchas posibilidades alternativas.

“Como investigador que ha desacreditado los agujeros negros potenciales durante los últimos años, he sido muy escéptico sobre este descubrimiento”, dice Schnarer. Las dudas fueron planteadas por el coautor Karim El-Badri del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian Estados Unidos común, que Schnarer llama “el destructor de agujeros negros”. “Cuando Tomer me pidió que comprobara sus resultados, tenía mis dudas. Pero no pude encontrar una explicación razonable para los datos que no incluyeran un agujero negro”, explica Al-Badri.

El descubrimiento también brinda al equipo una visión única de los procesos que acompañan la formación de agujeros negros. Los astrónomos creen que se forma un agujero negro masivo cuando el núcleo de una estrella masiva moribunda colapsa, pero aún no está claro si esto coincidirá con una explosión de supernova.

“La estrella que formó el agujero negro en VFTS 243 parece haberse derrumbado por completo y no hay evidencia de una explosión anterior”, explica Schnarer. “La evidencia reciente de un escenario de ‘colapso directo’ ha sido abundante, pero podría decirse que nuestro estudio proporciona una de las pistas más directas. Esto tiene enormes implicaciones para el origen de las fusiones de agujeros negros en el universo”.

El agujero negro en VFTS 243 fue identificado usando observaciones de seis años de la Nebulosa de la Tarántula por el Espectrógrafo de Elementos Múltiples de Gran Matriz (FLAMES) en VLT los ESO Descubrir [3].

A pesar de su apodo de “Fuerza de Policía de Agujeros Negros”, el equipo alienta activamente la investigación y espera que su trabajo, publicado hoy en Nature Astronomy, conduzca al descubrimiento de más agujeros negros de masa estelar que orbitan estrellas masivas, miles de ellos en una galaxia. La Vía Láctea y en las Nubes de Magallanes.

“Por supuesto, espero que los profesionales en este campo examinen cuidadosamente nuestro análisis y traten de desarrollar modelos alternativos”, concluyó Al-Badri. “Es un proyecto muy emocionante del que formar parte”.

notas al pie
[1] El estudio fue realizado por un equipo dirigido por Hugues Sana en el Instituto de Astronomía de KU Leuven.

[2] Otro estudio dirigido por Laurent Mahe, en el que participaron varios miembros del mismo equipo y aceptado para su publicación en el Journal of Astronomy and Astrophysics, indica la presencia de otro candidato a agujero negro prometedor para masa estelar, el sistema HD 130298 en nuestra Vía Láctea.

[3] Las observaciones utilizadas en el estudio abarcan un período de unos seis años: consisten en datos de VLT Encuesta de tarántulas FLAMES (dirigida por Chris Evans, Centro de Tecnología Astronómica del Reino Unido, STFC, Observatorio Real, Edimburgo; ahora en ESA ESA) de 2008 y 2009 y datos adicionales del Programa de Monitoreo Integral de Tarántula Bilateral (dirigido por Hugues Sana, KU Leuven) de 2012 a 2014.

Más información
Este estudio fue publicado en un artículo titulado “Agujero negro de rayos X silencioso nacido con una patada minúscula en un binario masivo de la Gran Nube de Magallanes” publicado en Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-022-01730-y).

La investigación que condujo a estos resultados fue financiada por el Consejo Europeo de Investigación (ERC) bajo el Programa de Investigación e Innovación de la Unión Europea Horizonte 2020 (Acuerdo de Subvención No. 772225: MULTIPLES) (PI: Sana).

El equipo está formado por T. Shenar (Instituto de Astronomía, KU Leuven, Bélgica) [KU Leuven]; Instituto de Astronomía Anton Pannekoek, Universidad de Ámsterdam, Ámsterdam, Países Bajos [API]), H. Sana (KU Leuven), L. Mahy (Observatorio Real de Bélgica, Bruselas, Bélgica), K. El-Badry (Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, Cambridge, Estados Unidos [CfA]; Sociedad de Becarios de Harvard, Cambridge, Estados Unidos; Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania [MPIA]), P. Marchant (KU Leuven), N. Langer (Instituto Argelander de Astronomía de la Universidad de Bonn, Alemania, Instituto Max Planck de Radioastronomía, Bonn, Alemania [MPIfR]), C. Hawcroft (KU Leuven), M. Fabry (KU Leuven), K. Sen (Argelander Institute for Astronomy at the University of Bonn, Germany, MPIfR), L.A. Almeida (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasil; Universidade do Estado do Rio Grande do Norte, Mossoró, Brasil), M. Abdul-Masih (ESO, Santiago, Chile), c. Bodensteiner (ESOGarching, Alemania), P. Crowther (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Sheffield, Reino Unido), M. Gieles (ICREA, Barcelona, ​​España; Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona, ​​Barcelona, ​​​​España), M. Gromadzki (Observatorio Astronómico, Universidad de Varsovia, Polonia [Warschau]), V. Henault-Brunet (Departamento de Astronomía y Física, Universidad de Saint Mary, Halifax, Canadá), A. Herrero (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, España) [IAC]; Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Tenerife, España [IAC-ULL]), A. de Koter (KU Leuven, API), P. Iwanek (Varsovia), S. Kozłowski (Varsovia), DJ Lennon (IAC, IAC-ULL), J. Maíz Apellániz (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Madrid, España), P. Mróz (Varsovia), AFJ Moffat (Departamento de Física e Instituto de Investigación de Exoplanetas, Universidad de Montreal, Canadá), A. Picco (KU Leuven), P. Pietrukowicz (Varsovia), R.Poleski (Varsovia ), K. Rybicki (Varsovia y Departamento de Física de Partículas y Astrofísica, Instituto de Ciencias Weizmann, Israel), FRN Schneider (Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg, Heidelberg, Alemania [HITS]; Instituto de Computación Astronómica, Centro de Astronomía de la Universidad de Heidelberg, Heidelberg, Alemania), DM Skowron (Varsovia), J. Skowron (Varsovia), I. Soszyński (Varsovia), MK Szymański (Varsovia), S. Toonen (API), A Udalski (Varsovia), K. Ulaczyk (Departamento de Física, Universidad de Warwick, Reino Unido), JS Vink (Observatorio y Planetario Armagh, Reino Unido) y M. Wrona (Varsovia).

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