Los agujeros negros son maestros del sigilo.
Si no están devorando material de forma activa, algo que no ocurre con la mayoría de los agujeros negros de masa estelar, no emiten ninguna radiación que podamos detectar. Por lo tanto, tenemos que recurrir a otros medios para detectarlos, como buscar estrellas que parezcan estar en una órbita binaria con … nada.
Ahora, por primera vez, los astrónomos han logrado precisar un agujero negro fuera de la Vía Láctea utilizando este método.
A partir de los movimientos de una estrella en órbita, han identificado un agujero negro relativamente pequeño en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana que orbita la Vía Láctea a una distancia de alrededor de 160.000 años luz.
El agujero negro, llamado NGC 1850 BH1, se encontró en, lo adivinaste, NGC 1850, un cúmulo de miles de estrellas. La detección sugiere que este método podría resultar clave para encontrar agujeros negros en cúmulos de estrellas densamente poblados, en la Vía Láctea y más allá.
“Al igual que Sherlock Holmes rastrea a una banda criminal por sus pasos en falso, estamos mirando cada estrella en este cúmulo con una lupa en una mano tratando de encontrar alguna evidencia de la presencia de agujeros negros pero sin verlos directamente”. dice la astrofísica Sara Saracino de la Universidad John Moores de Liverpool en el Reino Unido.
“El resultado que se muestra aquí representa solo uno de los criminales buscados, pero cuando ha encontrado uno, está en camino de descubrir muchos otros, en diferentes grupos”.
La mayoría de los agujeros negros que hemos detectado fuera de la Vía Láctea se han revelado por la radiación arrojada cuando están activos. El agujero negro en sí no emite radiación, pero el material que cae sobre él sí; de hecho, mucha radiación.
Desde 2015, también, hemos detectado un número creciente de agujeros negros a partir de ondas gravitacionales, las diminutas ondas que generan en el espacio-tiempo cuando dos de los objetos chocan. Sin embargo, con todos estos avances, eso sigue siendo una mera gota en el océano cósmico.
Los astrónomos han estimado que podría haber 100 millones de agujeros negros de masa estelar solo en la Vía Láctea. No hemos detectado ni siquiera cerca de esa cantidad, lo que significa que hay algunas lagunas bastante significativas en nuestra comprensión de estos objetos enigmáticos.
Sin embargo, la forma en que los objetos alrededor El comportamiento de los agujeros negros puede ser un signo revelador de su presencia. Aunque pueden ser físicamente pequeños y oscuros (un agujero negro de 11 veces la masa del Sol habría un horizonte de eventos de solo 65 kilómetros, o 40 millas, de ancho), todavía ejercen una influencia gravitacional en el espacio que los rodea.
Por ejemplo, cuando un agujero negro captura una estrella en una órbita binaria, esa estrella comenzará a moverse de una manera característica. Aunque puede parecer que está inmóvil desde la distancia a la que lo observamos, su luz cambiará: la longitud de onda se alarga a medida que la estrella se aleja de nosotros y se acorta a medida que se mueve hacia nosotros.
“La gran mayoría [of black holes] solo se puede revelar de forma dinámica, ” dice el astrónomo Stefan Dreizler de la Universidad de Göttingen en Alemania.
“Cuando forman un sistema con una estrella, afectarán su movimiento de una manera sutil pero detectable, por lo que podemos encontrarlos con instrumentos sofisticados”.
Saracino y su equipo recopilaron datos de dos años utilizando el Explorador espectroscópico de unidades múltiples (MUSE) del Very Large Telescope, luego analizaron estos datos en busca de cambios de longitud de onda que indiquen una estrella binaria, descartando cualquier sistema con un compañero visible.
El resultado de todo este arduo trabajo fue el descubrimiento de NGC 1850 BH1. Su estrella compañera tiene aproximadamente 5 veces la masa del Sol y está justo al final de su vida útil de secuencia principal. Está muy cerca del agujero negro, con un período orbital de solo 5 días, tan cerca que, cuando la estrella se hincha cuando comienza a morir, es probable que el material comience a desviarse hacia el agujero negro.
Pero hay otra razón por la que el descubrimiento es tan fascinante. El cúmulo estelar NGC 1850 es muy joven, cósmicamente hablando, solo tiene 100 millones de años. NGC 1850 BH1 representa el potencial para encontrar aún más agujeros negros más jóvenes, lo que a su vez podría ayudarnos a comprender cómo se forman y evolucionan estos objetos.
Encontrar agujeros negros en cúmulos estelares jóvenes podría ayudarnos a comprender las etapas evolutivas entre una estrella masiva y una estrella de neutrones o agujero negro, y las estadísticas de población de los agujeros negros en cúmulos estelares. Dado que los cúmulos de estrellas son donde los astrónomos creen que es más probable que ocurran colisiones entre agujeros negros y estrellas de neutrones, esto también tiene implicaciones para el campo de la astronomía de ondas gravitacionales en sí.
“Cada detección que hagamos será importante para nuestra comprensión futura de los cúmulos estelares y los agujeros negros en ellos”. señala el astrónomo Mark Gieles de la Universidad de Barcelona en España.
La investigación ha sido publicada en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
.