Descubierto el primer agujero negro "triple"
Por: Jennifer Chu, MIT.
23 de octubre de 2024
Representación artística del sistema binario de rayos X y agujero negro V404 Cygni. Crédito de la imagen: Jorge Lugo.
Muchos agujeros negros detectados hasta la fecha parecen formar parte de un par. Estos sistemas binarios están formados por un agujero negro y un objeto secundario (como una estrella, una estrella de neutrones mucho más densa u otro agujero negro) que giran en espiral uno alrededor del otro, atraídos por la gravedad del agujero negro para formar un par orbital estrecho. Ahora, un descubrimiento sorprendente sobre el agujero negro V404 Cygnus está ampliando el panorama de los agujeros negros, los objetos que pueden albergar y la forma en que se forman.
El nuevo sistema contiene un agujero negro central que está consumiendo una pequeña estrella que gira en espiral muy cerca del agujero negro cada 6,5 días, una configuración similar a la de la mayoría de los sistemas binarios. Pero, sorprendentemente, una segunda estrella también parece estar girando alrededor del agujero negro, aunque a una distancia mucho mayor. Los físicos estiman que esta lejana compañera orbita el agujero negro cada 70.000 años. El hecho de que el agujero negro parezca tener una atracción gravitatoria sobre un objeto tan lejano plantea interrogantes sobre su origen.
Se cree que los agujeros negros se forman a partir de la explosión violenta de una estrella moribunda, un proceso conocido como supernova, por el cual una estrella libera una enorme cantidad de energía y luz en un estallido final antes de colapsar y convertirse en un agujero negro invisible. Sin embargo, el descubrimiento del equipo sugiere que si el agujero negro recién observado es el resultado de una supernova típica, la energía que habría liberado antes de colapsar habría expulsado cualquier objeto débilmente unido en sus alrededores. La segunda estrella, la más exterior, no debería seguir dando vueltas.
En cambio, el equipo sospecha que el agujero negro se formó a través de un proceso más suave de “colapso directo”, en el que una estrella simplemente se derrumba sobre sí misma, formando un agujero negro sin un último destello espectacular. Un origen tan suave difícilmente perturbaría a ningún objeto lejano y poco unido. Como el nuevo sistema triple incluye una estrella muy lejana, esto sugiere que el agujero negro del sistema nació a través de un colapso más suave y directo.
Aunque los astrónomos han observado supernovas más violentas durante siglos, el equipo dice que el nuevo sistema triple podría ser la primera evidencia de un agujero negro que se formó a partir de este proceso más suave. “Creemos que la mayoría de los agujeros negros se forman a partir de explosiones violentas de estrellas, pero este descubrimiento ayuda a ponerlo en duda. Este sistema es muy interesante para la evolución de los agujeros negros, y también plantea preguntas sobre si hay más tripletes por ahí”, afirma el autor del estudio Kevin Burdge, experto asociado al Departamento de Física del MIT.
El descubrimiento del triple agujero negro se produjo casi por casualidad. Los físicos lo encontraron mientras consultaban Aladin Lite, un repositorio de observaciones astronómicas, recopiladas desde telescopios en el espacio y en todo el mundo. Los astrónomos pueden utilizar la herramienta en línea para buscar imágenes de la misma parte del cielo, tomadas por diferentes telescopios que están sintonizados con distintas longitudes de onda de energía y luz.
El equipo había estado buscando señales de nuevos agujeros negros en la Vía Láctea. Por curiosidad, Burdge revisó una imagen de V404 Cygni, un agujero negro a unos 8.000 años luz de la Tierra que fue uno de los primeros objetos en ser confirmado como un agujero negro, en 1992. Desde entonces, V404 Cygni se ha convertido en uno de los agujeros negros más estudiados y ha sido documentado en más de 1.300 artículos científicos. Sin embargo, ninguno de esos estudios informó lo que Burdge y sus colegas observaron.
Mientras observaba las imágenes ópticas de V404 Cygni, Burdge vio lo que parecían ser dos manchas de luz, sorprendentemente cercanas una de la otra. La primera mancha era lo que otros determinaron que era el agujero negro y una estrella interior que orbita muy cerca. La estrella está tan cerca que está arrojando parte de su material sobre el agujero negro y emitiendo la luz que Burdge pudo ver.
Sin embargo, los científicos no habían investigado en profundidad la segunda mancha de luz hasta ahora. Burdge determinó que lo más probable es que esa segunda luz procediera de una estrella muy lejana y concluyendo eficazmente las primeras sospechas de la detección de un sistema triple. “El hecho de que podamos ver dos estrellas separadas a tanta distancia significa en realidad que las estrellas deben estar muy alejadas”, dice Burdge, quien calculó que la estrella exterior está a 3500 unidades astronómicas (UA) del agujero negro (1 UA es la distancia entre la Tierra y el Sol).
Fuente:
https://phys.org/news/2024-10-discovery-black-hole-triple-evidence.html