Astrónomos descubren el agujero negro estelar más pesado de la Vía Láctea

El agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia es el campeón indiscutible de peso pesado de la Vía Láctea, pero un objeto recientemente descubierto ocupa La corona del agujero negro estelar más masivo conocido en nuestra galaxia, con un peso impresionante de 33 veces la masa de nuestra Sol.

Un equipo dirigido por Pasquale Panuzzo, astrónomo del Observatorio de París, ha descubierto el agujero negro estelar más masivo jamás detectado en la Vía Láctea. Gaia BH3 eclipsa al poseedor del récord anterior, Cygnus X-1, que pesa sólo 21 masas solares. Los hallazgos son detallado en un artículo publicado hoy en la revista Astronomy and Astrophysics.

Gaia BH3 está en la constelación de Aquila, aproximadamente a 2.000 años luz de la Tierra. El equipo lo descubrió durante una revisión de los datos del La misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, un observatorio espacial que ha estado operativo desde 2013. La misión en curso de Gaia es construir el más detallado mapa tridimensional de nuestra galaxia. La estrella que orbita BH3 ya era conocida por los astrónomos, pero su estatus como compañera de una El agujero fue una completa sorpresa, y el peso resultante aún más.

“Cuando vi los resultados por primera vez, estaba convencido de había un problema en los datos. No podía creerlo «, Panuzzo le dijo a Gizmodo. “Ahora, siento que realmente he hecho el descubrimiento de mi vida!”

El descubrimiento estuvo respaldado por un conjunto de observatorios terrestres e instrumentos sofisticados, incluido el espectrógrafo ultravioleta y visual Echelle (UVES) en el El Telescopio Muy Grande del Observatorio Europeo del Sur en Chile, el espectrógrafo HERMES en el Telescopio Mercator en España y el espectrógrafo de alta precisión SOPHIE en Francia.

Los astrónomos utilizaron las medidas precisas de Gaia para determinar el tamaño de la órbita y el tiempo que le toma a la estrella dar vueltas alrededor de la agujero negro. Luego aplicaron las leyes de Kepler, que son principios que describen los movimientos de los planetas y las estrellas, para calcular la masa del agujero negro. a partir del tamaño y período de la órbita. Emplearon dos métodos: mediciones astrométricas, que rastrean los ligeros movimientos oscilantes de la estrella compañera a medida que parece cambiar de posición en el cielo, y la espectroscopia, que utiliza el efecto Doppler para medir la velocidad a la que se encuentra la estrella. acercándose o alejándose de nosotros.

Los agujeros negros estelares son restos de estrellas masivas que colapsaron bajo su propia gravedad, formando típicamente agujeros negros aproximadamente 10 veces la masa de nuestra Sol. La masa significativa de Gaia BH3 sugiere que se originó a partir de una estrella pobre en metales, que retuvo más masa durante su vida y, por lo tanto, pudo formar un agujero negro más grande al su muerte, según la nueva investigación.

Por el contrario, el agujero negro supermasivo Sagitario A*, estacionado en el núcleo galáctico, es muchísimo más grande, con aproximadamente 4 millones de veces la masa de El Sol. Estos gigantes no se forman a partir del colapso de una sola estrella, sino que probablemente crecen a partir de la fusión de agujeros negros más pequeños. y la acumulación de gas y material estelar a lo largo de millones de años.

El agujero negro estelar “formado por el colapso gravitacional de una estrella masiva, probablemente entre 40 y 50 veces más masiva que nuestro Sol —al final de su vida”, explicó Panuzzo. “Este tipo de estrellas tienen una vida corta, unos pocos millones de años, en comparación con Los 10 mil millones de años del Sol y terminan su vida con una supernova, dejando detrás un agujero negro. Por eso los llamamos agujeros negros ‘estelares’, para no confundirlos con los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias”.

Panuzzo dijo que es “bastante probable” que en nuestra galaxia existan agujeros negros estelares aún más grandes. Telescopios gravitacionales LIGO-Virgo-KAGRA Detectó la fusión de agujeros negros de más de 80 masas solares en galaxias distantes. De hecho, ya se han detectado agujeros negros estelares pesados , pero en otras galaxias y utilizando métodos de detección alternativos. Estos agujeros negros lejanos se identifican mediante astronomía de ondas gravitacionales, que observa las ondulaciones en el espacio-tiempo causadas por las fusiones de agujeros negros estelares. Le pregunté a Panuzzo por qué hemos podido encontrar enormes agujeros negros estelares en galaxias muy, muy lejanas, pero recientemente se detectó uno en nuestra propia galaxia.

“Hay dos razones”, dijo. “La primera es que los telescopios gravitacionales LIGO-Virgo-KAGRA son capaces de detectar fusiones de agujeros negros. muy lejanas, sondeando miles de millones de galaxias. La segunda es que estos agujeros negros son producidos por estrellas masivas que tienen una baja metalicidad», es decir, estrellas compuestas casi exclusivamente de hidrógeno y helio, con sólo trazas de los demás elementos. «Estas estrellas estaban presentes “en nuestra galaxia sólo en su infancia, por lo que ya no podemos ver la formación de nuevos agujeros negros masivos en nuestra galaxia”, según a Panuzzo.

Los datos utilizados en el estudio estaban inicialmente destinados a la próxima publicación de datos de Gaia, prevista para finales de 2025. Debido a la importancia del descubrimiento, sin embargo, el equipo optó por publicar los hallazgos temprano. “Este descubrimiento tiene muchas implicaciones para la modelos de evolución y el campo de ondas gravitacionales”, explicó Panuzzo. “Se consideró que este descubrimiento excepcional no podía mantenerse oculto a la comunidad durante dos años esperando la próxima publicación”. Es más, al divulgarlo ahora, la comunidad científica puede realizar observaciones de seguimiento. antes, añadió.

Con ese fin, futuras observaciones con el instrumento GRAVITY en el interferómetro del Very Large Telescope de ESO tendrán como objetivo determinar si este agujero negro es extrayendo materia de su entorno, ofreciendo conocimientos más profundos sobre su naturaleza y comportamiento.

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