La estrella que dio origen al agujero negro desapareció sin ninguna señal de una poderosa explosión
Un equipo internacional de investigadores ha encontrado un agujero negro inactivo en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia vecina a la nuestra, la Vía Láctea, a unos 160.000 años luz de distancia. El agujero negro, de al menos nueve masas solares, fue originado por una estrella azul caliente de 25 veces la masa del Sol que desapareció sin señales de haber provocado una poderosa explosión.
«Identificamos una 'aguja en un pajar'», dice Tomer Shenar, de la Universidad de Amsterdam en los Países Bajos. Aunque se han propuesto otros candidatos a agujeros negros similares, el equipo afirma que este es el primero de masa estelar 'inactivo' que se detecta sin ambigüedades fuera de nuestra galaxia. Denominado VFTS 243, ha sido dado a conocer este lunes en la revista 'Nature Astronomy'.
Los agujeros negros de masa estelar se forman cuando las estrellas masivas llegan al final de sus vidas y colapsan bajo su propia gravedad. En un sistema binario, un sistema de dos estrellas que giran una alrededor de la otra, este proceso deja un agujero negro en órbita con una estrella compañera luminosa. El agujero negro está 'inactivo' si no emite altos niveles de radiación de rayos X, que es como se detectan típicamente estos fenómenos.
Los agujeros negros de masa estelar se forman cuando las estrellas masivas llegan al final de sus vidas y colapsan bajo su propia gravedad. En un sistema binario, un sistema de dos estrellas que giran una alrededor de la otra, este proceso deja un agujero negro en órbita con una estrella compañera luminosa. El agujero negro está 'inactivo' si no emite altos niveles de radiación de rayos X, que es como se detectan típicamente estos fenómenos.
«Es increíble que apenas conozcamos agujeros negros inactivos, dado lo comunes que los astrónomos creen que son», explica el coautor Pablo Marchant, de KU Leuven. Lo cierto es que estos agujeros son particularmente difíciles de detectar ya que no interactúan mucho con su entorno.
El descubrimiento se realizó gracias a seis años de observaciones obtenidas con el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO).«Durante más de dos años, hemos estado buscando este tipo de sistemas binarios de agujeros negros», dice la coautora Julia Bodensteiner, investigadora de ESO en Alemania. «Estaba muy emocionada cuando escuché sobre VFTS 243, que en mi opinión es el candidato más convincente informado hasta la fecha», afirma.
Para encontrar VFTS 243, la colaboración buscó cerca de 1.000 estrellas masivas en la región de la Nebulosa de la Tarántula de la Gran Nube de Magallanes, tratando de identificar aquellas que podrían tener agujeros negros como compañeros. Identificar a estos compañeros como agujeros negros es extremadamente difícil, ya que existen muchas posibilidades alternativas.
'Destructor de agujeros negros'
El hallazgo es aún más curioso si se tiene en cuenta que estos investigadores son especialmente conocidos por desacreditar otros descubrimientos de agujeros negros. «Como investigador que ha desacreditado los agujeros negros potenciales en los últimos años, era extremadamente escéptico con respecto a este descubrimiento», reconoce Shenar.
El escepticismo fue compartido por el coautor Kareem El-Badry, del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA), a quien Shenar llama el «destructor de agujeros negros» por todos los candidatos que ha echado abajo. «Cuando Tomer me pidió que verificara dos veces sus hallazgos, tenía mis dudas. Pero no pude encontrar una explicación plausible para los datos que no involucraran un agujero negro», explica El-Badry.
El descubrimiento también permite al equipo una visión única de los procesos que acompañan a la formación de agujeros negros. Los astrónomos creen que se forma un agujero negro de masa estelar cuando el núcleo de una estrella masiva moribunda colapsa, pero sigue sin estar claro si esto va acompañado o no de una poderosa explosión de supernova.
«La estrella que formó el agujero negro en VFTS 243 parece haberse derrumbado por completo, sin señales de una explosión previa», apunta Shenar. «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».
El agujero negro en VFTS 243 se encontró después de seis años de observaciones de la Nebulosa de la Tarántula por el espectrógrafo (FLAMES) en el VLT de ESO . FLAMES permite a los astrónomos observar más de cien objetos a la vez, un ahorro significativo de tiempo del telescopio en comparación con el estudio de cada objeto uno por uno.
A pesar del apodo de 'policía de agujeros negros', el equipo fomenta activamente el escrutinio y espera que su trabajo permita el descubrimiento de otros agujeros negros de masa estelar que orbitan estrellas masivas, miles de los cuales se prevé que existan en la Vía Láctea y en las Nubes de Magallanes.
Y nadie se libra del escrutinio. «Por supuesto, espero que otros en el campo estudien detenidamente nuestro análisis y traten de idear modelos alternativos», dice deportivamente El-Badry.
