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Astrónomos dicen que podría existir una nueva clase de Agujeros Negros


En un documento científico publicado en la edición del 1 de noviembre de 2019 de la revista Science, un equipo de astrónomos ofrece una nueva forma de buscar agujeros negros de masa estelar, y muestra que es posible que haya una clase de agujeros negros incluso más pequeños que los agujeros negros más diminutos conocidos en el universo.

Con frecuencia los agujeros negros estelares existen en un sistema conocido como "sistema estelar binario". Esto simplemente significa que dos estrellas están lo suficientemente cerca una de la otra como para estar unidas por su propia fuerza de gravedad en una órbita mutua alrededor de la otra.

Cuando una de esas estrellas muere, la otra puede permanecer orbitando el espacio donde la estrella muerta - ahora un agujero negro o una estrella de neutrones - una vez vivió, y donde se formó un agujero negro o una estrella de neutrones.

Durante años, los astrónomos han sabido que los agujeros negros estelares tienen entre 5 y 15 veces la masa del Sol. Las estrellas de neutrones conocidas generalmente no son más grandes que aproximadamente 2.1 masas solares: si estuvieran por encima de las 2.5 masas solares, se colapsarían en un agujero negro.

Pero en 2017, el Observatorio LIGO detectó dos agujeros negros fusionándose para formar una estructura aún más grande, ubicados en una galaxia a unos 1,8 millones de años luz de distancia. Uno de esos agujeros negros tenía aproximadamente 31 veces la masa del Sol; el otro unas 25 veces la masa del sol.

"Inmediatamente, todos dijeron "wow", porque era algo espectacular", dijo el profesor Todd Thompson, de la Universidad Estatal de Ohio.

“No solo porque esto demostró que LIGO funcionaba, sino porque las masas en cuestión eran enormes. Los agujeros negros de ese tamaño representan un gran problema; no los habíamos visto antes".

El profesor Thompson y sus colegas habían sospechado durante mucho tiempo que los agujeros negros estelares podrían tener tamaños fuera del rango conocido, y el descubrimiento de LIGO demostró que podrían ser más grandes de lo que se había pensado. Pero aún quedaba una gran diferencia de tamaños entre las estrellas de neutrones más grandes y los agujeros negros más pequeños.

Los científicos decidieron poner manos a la obra para ver si podían resolver este misterio, hasta ahora inexplicable.

El descubrimiento
Utilizaron datos del Experimento de Evolución Galáctica del Observatorio Apache Point (APOGEE), que recolectó espectros de luz de alrededor de 100,000 estrellas en la Vía Láctea.

Los espectros de luz podrían mostrar si una estrella podría estar orbitando alrededor de otro objeto: los cambios en los espectros, un cambio hacia longitudes de onda más azules, por ejemplo, seguido de un cambio hacia longitudes de onda más rojas, podrían mostrar que una estrella está orbitando a un compañero invisible.

Siguiendo este modelo inteligente de investigación, los investigadores redujeron los datos de APOGEE a 200 estrellas que parecían ser más interesantes.

Luego analizaron imágenes de cada sistema binario potencial de los datos recolectados por el Sondeo Automatizado de Todo el Cielo para Supernovas (ASAS-SN, All Sky Automated Survey for SuperNovae)

Su procesamiento de datos encontró una estrella gigante llamada 2MASS J05215658 + 4359220 que parecía estar orbitando a un masivo compañero invisible.

Este sistema binario tiene un período orbital de 83 días y se encuentra en la constelación de Auriga, aproximadamente a 12.068 años luz de la Tierra.

El compañero masivo no emite ninguna forma de luz, incluidos los rayos X. Esto indica la presencia de un agujero negro que actualmente no consume ningún material.

"Las restricciones en la masa y el radio del gigante implican que el compañero invisible es de 3.3 masas solares, lo que indica que es un agujero negro de baja masa que no interactúa, o una estrella de neutrones inesperadamente masiva", dijeron los astrónomos.

"Lo que hemos hecho aquí es encontrar una nueva forma de buscar agujeros negros, pero también hemos identificado potencialmente uno de los primeros de una nueva clase de agujeros negros de baja masa que los astrónomos no conocían anteriormente", dijo el profesor Thompson.

"La masa de las cosas nos cuenta mucho sobre su formación y evolución, y también nos cuenta sobre su naturaleza".

Referencia del documento científico:
Todd A. Thompson et al. 2019. Un sistema binario entre una estrella gigante y un agujero negro de baja masa que no interactúa. Scienice, Vol. 366, número 6465, págs. 637-640; doi: 10.1126 / science.aau4005

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