Los astrónomos han descubierto un agujero negro particularmente insidioso

VFTS 243 es un sistema binario de una gran estrella azul caliente y un agujero negro que se orbitan entre sí, como se ve en esta animación. Siempre sucede algo nuevo y emocionante en el campo de la investigación de agujeros negros. Albert Einstein publicó por primera vez su libro explicando la teoría general de la relatividad, que postulaba los agujeros negros, en 1922. Cien años después, los astrónomos tomaron imágenes reales del agujero negro en el centro de la Vía Láctea. En un artículo reciente, un equipo de astrónomos describe otro nuevo y emocionante descubrimiento: el primer agujero negro «inactivo» observado fuera de la galaxia. Soy un astrofísico que ha estado estudiando los agujeros negros, los objetos más densos del universo, durante casi dos décadas. Los agujeros negros en reposo son agujeros negros que no emiten ninguna luz detectable. Como tales, son notoriamente difíciles de encontrar. Este nuevo descubrimiento es emocionante porque proporciona información sobre cómo se forman y evolucionan los agujeros negros. Esta información es fundamental para comprender las ondas gravitacionales y otros eventos astronómicos.

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¿Qué es exactamente VFTS 243?

VFTS 243 es un sistema binario, lo que significa que consta de dos objetos que orbitan alrededor de un centro de masa común. El primer objeto es una estrella azul muy caliente de 25 veces la masa del Sol, y el segundo es un agujero negro nueve veces la masa del Sol. VFTS 243 está ubicado en la Nebulosa de la Tarántula dentro de la Gran Nube de Magallanes, una galaxia satélite de la Vía Láctea ubicada a unos 163,000 años luz de la Tierra. Este video comienza con una mirada a la Vía Láctea y se acerca al VFTS 243, ubicado en la Gran Nube de Magallanes. El agujero negro en VFTS 243 se considera inactivo porque no emite radiación detectable. Esto está en marcado contraste con otros sistemas binarios, donde los potentes rayos X son capturados por el agujero negro. El agujero negro tiene unos 54 kilómetros de diámetro y queda eclipsado por la energética estrella, que es unas 200.000 veces más grande. Ambos giran rápidamente alrededor de un centro de gravedad común. Incluso con los telescopios más potentes, el sistema aparece ópticamente como un único punto azul.

Encuentra agujeros negros durmientes

Los astrónomos sospechan que la Vía Láctea y la Gran Nube de Magallanes esconden cientos de estos sistemas estelares binarios que no son de rayos X con agujeros negros. Los agujeros negros son más fácilmente visibles cuando extraen materia de una estrella compañera, un proceso conocido como «alimentación». La alimentación crea un disco de gas y polvo que rodea el agujero negro. A medida que el material del disco cae hacia el interior del agujero negro, la fricción calienta el disco de acreción a millones de grados. Estos discos calientes de materia emiten una enorme cantidad de rayos X. El primer agujero negro descubierto de esta manera es el famoso sistema Cygnus X-1.
Ampliar/Izquierda es una imagen óptica que muestra a Cygnus X-1 rodeada por un cuadro rojo. A la derecha se muestra la representación de un artista que muestra las capas exteriores del agujero negro absorbiendo materia de la estrella compañera y formando un disco de acreción. Los astrónomos saben desde hace años que VFTS 243 es un sistema binario, pero no está claro si el sistema es un par de estrellas o un baile entre una sola estrella y un agujero negro. Para determinar cuál es la verdadera, el equipo que examinó el binario usó una técnica llamada deconvolución espectral. Esta técnica separa la luz del VFTS 243 en sus longitudes de onda individuales, lo que es similar a lo que sucede cuando la luz blanca ingresa a un prisma y se crean los diferentes colores. Este análisis reveló que la luz de VFTS 243 provenía de una sola fuente y no de dos estrellas separadas. Sin radiación detectable emanando del compañero de la estrella, la única conclusión posible fue que el segundo cuerpo dentro de la serie binaria es un agujero negro y, por lo tanto, el primer agujero negro inactivo encontrado fuera de la Vía Láctea.
Agrandar / En el sistema VFTS 243, la compañera estelar y el agujero negro se orbitan entre sí (no se muestra a escala). Tenga en cuenta que no hay ningún disco de acreción presente.

¿Por qué es importante VFTS 243?

La mayoría de los agujeros negros con una masa inferior a 100 soles se forman por el colapso de una estrella masiva. Cuando esto sucede, a menudo se produce una violenta explosión conocida como supernova. El hecho de que el agujero negro en el sistema VFTS 243 esté en una órbita circular con la estrella es una fuerte evidencia de que no ha habido una explosión de supernova que de otro modo sacaría al agujero negro del sistema, o al menos interrumpiría la órbita. . En cambio, la estrella progenitora parece haberse colapsado de inmediato para formar el agujero negro sin explotar. La estrella masiva en el sistema VFTS 243 vivirá solo 5 millones de años, un abrir y cerrar de ojos en escalas de tiempo astronómicas. La muerte de la estrella debería conducir a la formación de otro agujero negro, convirtiendo el sistema VFTS 243 en un sistema binario de agujeros negros. Hasta la fecha, los astrónomos han descubierto casi 100 eventos en los que los agujeros negros binarios se fusionaron y crearon ondas en el espacio-tiempo. Pero aún se desconoce cómo se forman estos sistemas binarios de agujeros negros, por lo que VFTS 243 y sistemas similares aún por descubrir son tan importantes para futuras investigaciones. Quizás la naturaleza tenga sentido del humor, porque los agujeros negros son los objetos más oscuros que existen y no emiten luz, pero iluminan nuestra comprensión básica del universo.
Idan Ginsburg, Facultad de Física y Astronomía, Universidad Estatal de Georgia. Este artículo fue republicado por The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original. Imagen de listado de ESO/L. Calçada

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