En julio y agosto de 2016, los astrónomos notaron algo realmente extraño en los datos del Gaia Observatorio espacial. Una estrella distante se iluminó extrañamente, luego se atenuó. Unas semanas más tarde, se iluminó nuevamente y se atenuó nuevamente.
Este extraño comportamiento no se debió a nada de lo que estaba haciendo la estrella; más bien, la gravedad de un objeto invisible entre nosotros y estaba deformando la estructura del espacio-tiempo, magnificando la luz de la estrella a medida que pasaba.
Ahora los astrónomos han descubierto qué es ese objeto invisible: una estrella binaria a 2.544 años luz de distancia que es tan tenue que no podemos verla en absoluto. Sin embargo, basándose en la forma en que la gravedad de la estrella magnifica la luz, los astrónomos pudieron calcular su masa, distancia y órbita del sistema.
Dicen que estas técnicas podrían ser una forma de localizar otros objetos masivos ocultos en la galaxia de la Vía Láctea, como los millones estimados de masa estelar solitaria agujeros negros allí afuera.
La gran pista sobre la naturaleza del sistema, según un equipo de astrónomos, fue el brillo y la atenuación repetidos del objeto fuente. El evento ha sido nombrado Gaia16aye.
"Si tiene una sola lente, causada por un solo objeto, habrá un pequeño aumento constante de brillo y luego habrá una disminución suave a medida que la lente pase frente a la fuente distante y luego se aleje". dijo el astrónomo Łukasz Wyrzykowski
"En este caso, el brillo de la estrella no solo disminuyó bruscamente en lugar de hacerlo suavemente, sino que después de un par de semanas se iluminó nuevamente, lo cual es muy inusual. Durante los 500 días de observación, lo hemos visto brillar y disminuir cinco veces ".
Esto sugirió un objeto binario que produce lo que se conoce como microlente gravitacional; un efecto predicho por Einstein, que ocurre cuando la gravedad de un objeto en primer plano hace que el espacio-tiempo se doble, magnificando algo detrás de él.
En escalas más grandes, esto nos permite estudiar objetos distantes, pero el lentes más pequeños también pueden ser útiles.
En el caso de Gaia16aye, la microlente era una red compleja de regiones de gran aumento. Las fuentes de fondo pasadas por estas regiones se iluminarán rápidamente, y luego se atenuarán inmediatamente a medida que la región avance.
El estudio cuidadoso de estos patrones en el evento de microlente Gaia16aye reveló un sistema estelar binario llamado 2MASS19400112 + 3007533, dos estrellas enanas rojas que registran el 57 por ciento y el 36 por ciento de la masa del Sol. Orbitan un centro de gravedad mutuo cada 2,88 años terrestres.
"No vemos este sistema binario en absoluto, pero de solo ver los efectos que creó al actuar como una lente en una estrella de fondo, pudimos contar todo sobre él". dijo el astrónomo Przemek Mróz, anteriormente de la Universidad de Varsovia y ahora en el Instituto de Tecnología de California.
"Podríamos determinar el período de rotación del sistema, las masas de sus componentes, su separación, la forma de sus órbitas, básicamente todo, sin ver la luz de los componentes binarios".
El equipo espera que estas técnicas les ayuden a encontrar agujeros negros de masa estelar solitarios, uno de los objetivos de la herramienta automatizada buscando estrellas que iluminan y atenúan en los datos de Gaia.
Por el momento, sabemos de unas pocas docenas de estos agujeros negros. Los detectamos cuando interactúan con cosas en el espacio que los rodea, como cuando están comiendo activamente una estrellao cuando están en un par binario con una estrella regular.
Hasta la fecha, sin embargo, los agujeros negros inactivos del lobo solitario han permanecido esquivos. Pero si podemos encontrar estrellas enanas rojas invisibles que combinadas son menores que la masa del Sol, estas técnicas podrían revelar agujeros negros de masa estelar, que generalmente se acepta que tienen un límite inferior de alrededor de cinco veces la masa del Sol.
"Nuestro método nos permite ver lo invisible" Wyrzykowski le dijo a Science en Polonia.
"Creo que este año tendremos los primeros agujeros negros. Soy optimista".
La investigación ha sido publicada en Astronomía y astrofísica.