Evidencia de una clase nueva de agujeros negros más pequeños

Publicado 31/10/2019 18:56:20CET
Evidencia de una clase nueva de agujeros negros más pequeños
Evidencia de una clase nueva de agujeros negros más pequeños - WIKIPEDIA

   MADRID, 31 Oct. (EUROPA PRESS) -

   La búsqueda de agujeros negros en la Vía Láctea podría haberse perdido una clase completa de estos objetos cuya existencia era desconocida.

   En un estudio publicado en la revista 'Science', los astrónomos ofrecen una nueva forma de buscar agujeros negros y muestran que es posible que haya una clase de agujeros negros más pequeños que los agujeros negros más pequeños conocidos en el universo.

   "Estamos mostrando esta pista de que hay otra población que todavía tenemos que investigar en la búsqueda de agujeros negros", explica Todd Thompson, profesor de astronomía en la Universidad Estatal de Ohio y autor principal del estudio.

   "La gente está tratando de entender las explosiones de supernovas, cómo explotan las estrellas negras supermasivas, cómo se formaron los elementos en estrellas supermasivas. Entonces, si pudiéramos revelar una nueva población de agujeros negros, nos diría más sobre qué estrellas explotan, cuáles no, cuales forman agujeros negros, cuales forman estrellas de neutrones..., lo que abre una nueva área de estudio".

   Los astrónomos han estado buscando durante mucho tiempo agujeros negros, que tienen atracciones gravitacionales tan feroces que nada, ni la materia ni la radiación, puede escapar. Los astrónomos también han estado buscando estrellas de neutrones, estrellas pequeñas y densas que se forman cuando algunas estrellas mueren y colapsan.

   Ambos podrían contener información interesante sobre los elementos en la Tierra y sobre cómo las estrellas viven y mueren. Pero para descubrir esa información, los astrónomos primero tienen que averiguar dónde están los agujeros negros. Y para descubrir dónde están los agujeros negros necesitan saber lo que están buscando.

   Una pista: los agujeros negros a menudo existen en algo llamado sistema binario. Esto simplemente significa que dos estrellas están lo suficientemente cerca una de la otra como para estar unidas por la gravedad en una órbita mutua alrededor de la otra. Cuando una de esas estrellas muere, la otra puede permanecer, orbitando el espacio donde una vez vivió la estrella muerta, ahora un agujero negro o una estrella de neutrones y donde se formó un agujero negro o una estrella de neutrones.

   Durante años, los agujeros negros que los científicos conocían tenían entre aproximadamente cinco y 15 veces la masa del sol. Las estrellas de neutrones conocidas generalmente no son más grandes que aproximadamente 2,1 veces la masa del sol: si estuvieran por encima de 2,5 veces la masa del sol, colapsarían en un agujero negro

   Pero en el verano de 2017, un estudio llamado LIGO, del Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser, vio dos agujeros negros fusionándose en una galaxia a unos 1,8 millones de años luz de distancia. Uno de esos agujeros negros era aproximadamente 31 veces la masa del sol; el otro unas 25 veces la masa del sol.

   "Inmediatamente, todos pensaron 'guau', porque era algo espectacular --recuerda Thompson--. No solo porque demostró que LIGO funcionaba, sino porque las masas eran enormes. Los agujeros negros de ese tamaño son un gran problema, no los habíamos visto antes".

   Thompson y otros astrofísicos habían sospechado durante mucho tiempo que los agujeros negros podrían tener tamaños fuera del rango conocido, y el descubrimiento de LIGO demostró que los agujeros negros podrían ser más grandes. Pero quedaba una ventana de tamaño entre las estrellas de neutrones más grandes y los agujeros negros más pequeños.

   Thompson decidió ver si podía resolver ese misterio. Así, él y otros científicos comenzaron a analizar los datos de APOGEE, el Experimento de Evolución Galáctica del Observatorio Apache Point, que recogió espectros de luz de alrededor de 100.000 estrellas en la Vía Láctea.

   Thompson se dio cuenta de que los espectros 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 estaba orbitando a un compañero invisible.

   Thompson comenzó a revisar los datos, buscando estrellas que mostraran ese cambio, lo que indica que podrían estar orbitando un agujero negro.

   Posteriormente, redujo los datos de APOGEE a 200 estrellas que podrían ser más interesantes. Dio los datos a un asociado de investigación graduado en el estado de Ohio, Tharindu Jayasinghe, quien compiló miles de imágenes de cada sistema binario potencial de ASAS-SN, la Encuesta Automatizada All-Sky para Supernovas. (ASAS-SN ha encontrado unas 1.000 supernovas y se está quedando sin el estado de Ohio).

   Su procesamiento de datos encontró una estrella roja gigante que parecía estar orbitando algo, pero ese algo, según sus cálculos, era probablemente mucho más pequeño que los agujeros negros conocidos en la Vía Láctea, pero mucho más grande que la mayoría de las estrellas de neutrones conocidas.

   Después de más cálculos y datos adicionales del espectrógrafo Echelle Reflector Tillinghast y el satélite Gaia, se dieron cuenta de que habían encontrado un agujero negro de baja masa, probablemente unas 3,3 veces la masa del sol.

   "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 --explica Thompson--. Las masas de cosas nos cuentan sobre su formación y evolución, y nos cuentan sobre su naturaleza".