Los teóricos estiman que puede haber 100 millones de agujeros negros del tamaño de una estrella al acecho en la Vía Láctea, pero los astrónomos no tienen forma de saberlo con certeza: solo se han descubierto un par de docenas, por los rayos X que emiten al tragar material de un compañero. estrella. Ahora, los investigadores dicen que han descubierto un agujero negro silencioso, uno que no está montando un espectáculo, a través de la oscilación que ejerce sobre una estrella compañera. El uso de la técnica para controlar mejor la verdadera población de agujeros negros ocultos ayudará a los investigadores a comprender la vida y la muerte de las estrellas que los producen.
Los investigadores involucrados tienen la reputación de demoler las afirmaciones de descubrimiento de agujeros negros. Ahora, tienen uno propio y creen que es hermético. «Depende de a quién le preguntes», dice Tomer Shenar de KU Leuven, quien dirigió el estudio. «Pero creo que esta es la primera inequívoca [quiet black hole].”
Cuando una estrella visible es atraída por la gravedad de una compañera invisible, el movimiento hacia y desde la Tierra estira y arruga la luz. Al buscar estos cambios periódicos en el espectro de la estrella, los astrónomos pueden determinar la masa de lo que sea que esté causando la oscilación. Esta técnica de «velocidad radial» ya se ha utilizado para detectar docenas de exoplanetas y cientos más esperan confirmación. “No es necesariamente difícil encontrar velocidades radiales”, dice Shenar. “Pero es difícil probar que es un agujero negro”.
Si el compañero detectado es 2,2 veces más masivo que el Sol, debe ser una estrella o un agujero negro. Distinguir entre los dos no es tan simple; la luz de un par binario de estrellas se difumina a distancias galácticas. Así que Shenar y sus colegas desarrollaron una técnica llamada desenredo espectral, un algoritmo que ajusta iterativamente los espectros de dos estrellas hipotéticas en órbita hasta que su luz combinada coincida con las observaciones. Si, al final del proceso, el algoritmo encuentra que una de las estrellas no produce luz, debe ser un agujero negro.
En los últimos años, el equipo ha utilizado la técnica para refutar otras afirmaciones recientes sobre el descubrimiento de agujeros negros. Tanto LB-1, un supuesto agujero negro monstruoso de 70 masas solares, como HR 6819, un supuesto agujero negro en un sistema estelar triple, probablemente no sean reales, dice Shenar. Él dice que todos los avistamientos de velocidad radial de agujeros negros propuestos en los últimos años ahora tienen documentos que arrojan dudas sobre ellos, desacreditados por su equipo u otros.
En un caso de guardabosques convertido en cazador furtivo, el equipo de Shenar ahora tiene una detección propia. Usando el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile, los investigadores observaron en el transcurso de 6 años las velocidades radiales en casi 1000 estrellas masivas en la nebulosa Tarántula, que es parte de la Gran Nube de Magallanes, una galaxia satélite de la Vía Láctea. Se acercaron a VFTS 243, una estrella que pesa 25 soles y parece orbitar algo cada 10,4 días. El compañero invisible pesa 9 masas solaresel equipo informa hoy en Naturaleza Astronomíay, según el desenredo espectral, toda la luz parece provenir de la única estrella más grandelo que hace que el compañero sea lo suficientemente masivo y oscuro como para ser un agujero negro.
Para poner a prueba esa afirmación, Shenar envió los resultados a Kareem El-Badry del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, otro renombrado desacreditador de agujeros negros, pero no pudo encontrar una mejor explicación de los datos. «Este es realmente un trabajo científico completo», dice Benjamin Giesers, quien también fue un cazador de agujeros negros mientras estaba en la Universidad de Göttingen, pero desde entonces dejó la astronomía.
Los agujeros negros estelares se forman cuando una estrella gigante moribunda explota y gran parte de su material, menos los restos de la explosión, colapsa. Curiosamente, no hubo evidencia de ninguna explosión alrededor de VFTS 243. Eso plantea la posibilidad de que la antigua compañera de la estrella haya colapsado directamente en un agujero negro sin explotar, una idea que han sugerido algunos teóricos.
Ese es un resultado importante para los investigadores que trabajan con observatorios de ondas gravitacionales: las explosiones de supernovas pueden destruir binarios, dejando menos fusiones de agujeros negros para que sus detectores las detecten. Pero si las estrellas pueden formar agujeros negros sin explotar, los astrónomos pueden esperar más eventos de fusión, dice Shenar. Hasta ahora, ha habido pocas pistas de que las estrellas puedan colapsar sin explotar primero. “Esta es una evidencia empírica única”, dice Shenar.
