Nota de prensa

Hallan el agujero negro estelar más masivo de nuestra galaxia

16 de Abril de 2024

Un equipo de astrónomos y astrónomas ha identificado el agujero negro estelar más masivo descubierto hasta ahora en la Vía Láctea. Este agujero negro fue detectado en los datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea porque impone un extraño movimiento de "bamboleo" a la estrella compañera que lo orbita. Los datos del Very Large Telescope (VLT de ESO) del Observatorio Europeo Austral (ESO) y otros observatorios terrestres se utilizaron para verificar la masa del agujero negro, que lo sitúa en unas impresionantes 33 veces la masa del nuestro Sol.

Los agujeros negros estelares se forman a partir del colapso de estrellas masivas y los que se han identificado hasta ahora en la Vía Láctea son, en promedio, unas 10 veces más masivos que el Sol. Incluso el siguiente agujero negro estelar más masivo conocido en nuestra galaxia, Cygnus X-1, solo alcanza 21 masas solares, lo que hace que esta nueva observación de un objeto con 33 masas solares sea excepcional [1].

Sorprendentemente, este agujero negro también está muy cerca de nosotros: a solo 2000 años luz de distancia, en la constelación de Aquila, y es el segundo agujero negro conocido más cercano a la Tierra. Apodado Gaia BH3 o BH3 para abreviar, se encontró cuando el equipo revisaba las observaciones de Gaia mientras preparaba una nueva publicación de datos. "Nadie esperaba encontrar un agujero negro de gran masa acechando cerca y que no hubiera sido detectado hasta ahora", declara Pasquale Panuzzo, miembro de la colaboración Gaia y astrónomo del Observatorio de París, parte del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia (CNRS). "Este es el tipo de descubrimiento que haces una vez en tu carrera investigadora".

Para confirmar su descubrimiento, la colaboración Gaia utilizó datos de observatorios terrestres, incluido el instrumento UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph, espectrógrafo Echelle en el ultravioleta y el visible) del VLT de ESO, ubicado en el desierto de Atacama, en Chile [2]. Estas observaciones revelaron propiedades clave de la estrella compañera, lo que, junto con los datos de Gaia, permitió al equipo medir con precisión la masa de BH3.

La comunidad astronómica ha detectado con anterioridad agujeros negros igualmente masivos fuera de nuestra galaxia (utilizando un método de detección diferente), y han teorizado que pueden formarse a partir del colapso de estrellas cuya composición química cuente con muy pocos elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Se cree que estas estrellas pobres en metales pierden menos masa a lo largo de su vida y, por lo tanto, les queda más material para producir agujeros negros de gran masa tras de su muerte. Pero hasta ahora no había pruebas que vincularan directamente a las estrellas pobres en metales con los agujeros negros de gran masa.

Las parejas de estrellas tienden a tener composiciones similares, lo que significa que la compañera de BH3 guarda pistas importantes sobre la estrella que colapsó para formar este agujero negro excepcional. Los datos de UVES mostraron que la compañera era una estrella muy pobre en metales, lo que indica que la estrella que colapsó para formar BH3 también era pobre en metales, tal como se predijo.

El estudio, dirigido por Panuzzo, se publica hoy en Astronomy & Astrophysics. "Dimos el paso excepcional de publicar este artículo basado en datos preliminares antes de la próxima entrega de datos de Gaia debido a la naturaleza única del descubrimiento", afirma la coautora Elisabetta Caffau, también miembro de la colaboración Gaia del CNRS Observatorio de París. Hacer que los datos estén disponibles permitirá a otros miembros de la comunidad astronómica comenzar a estudiar este agujero negro de manera inmediata, sin esperar a la publicación completa de los datos, prevista, como muy pronto, para finales de 2025.

Nuevas observaciones de este sistema podrían revelar más sobre su historia y sobre el propio agujero negro. El instrumento GRAVITY, instalado en el Interferómetro VLT de ESO, por ejemplo, podría ayudar a descubrir si este agujero negro está atrayendo materia de su entorno y a comprender mejor este emocionante objeto.

Notas

[1] Este no es el agujero negro más masivo de nuestra galaxia: ese título pertenece a Sagitario A*, el agujero negro supermasivo que hay en el centro de la Vía Láctea y que tiene aproximadamente cuatro millones de veces la masa del Sol. Pero Gaia BH3 es el agujero negro más masivo conocido en la Vía Láctea que se formó a partir del colapso de una estrella.

[2] Además de datos de UVES (instalado en el VLT de ESO), el estudio se basó en datos del espectrógrafo HERMES, instalado en el Telescopio Mercator y operado en La Palma (España) por la Universidad de Lovaina (Bélgica), en colaboración con el Observatorio de la Universidad de Ginebra (Suiza); y el espectrógrafo de alta precisión SOPHIE, en el Observatorio de Alta Provenza – OSU Instituto Piteas.

Información adicional

Esta investigación se ha presentado en el artículo científico titulado “Discovery of a dormant 33 solar-mass black hole in pre-release Gaia astrometry”, que aparece en la revista Astronomy & Astrophysics (https://aanda.org/10.1051/0004-6361/202449763).

El artículo, de P. Panuzzo et al., es de la colaboración Gaia, en la que participan más de 300 autores de todo el mundo, incluidos Alemania, Austria, Bélgica, España, Finlandia, Francia, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia, Suiza, Chile y Australia.

El Observatorio Europeo Austral (ESO) pone a disposición de la comunidad científica mundial los medios necesarios para desvelar los secretos del Universo en beneficio de todos. Diseñamos, construimos y operamos observatorios de vanguardia basados en tierra -utilizados por la comunidad astronómica para abordar preguntas emocionantes y difundir la fascinación por la astronomía- y promovemos la colaboración internacional en astronomía. Establecida como organización intergubernamental en 1962, hoy ESO cuenta con el apoyo de 16 Estados Miembros (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza), junto con Chile, país anfitrión, y con Australia como socio estratégico. La sede de ESO y su planetario y centro de visitantes, el ESO Supernova, se encuentran cerca de Múnich (Alemania), mientras que el desierto chileno de Atacama, un lugar maravilloso con condiciones únicas para observar el cielo, alberga nuestros telescopios. ESO opera tres sitios de observación: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), y telescopios de rastreo como VISTA. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. En Chajnantor, junto con socios internacionales, ESO opera ALMA, una instalación que observa los cielos en el rango milimétrico y submilimétrico. En Cerro Armazones, cerca de Paranal, estamos construyendo "el ojo más grande del mundo para mirar el cielo": el Telescopio Extremadamente Grande de ESO (ELT, Extremely Large Telescope). Desde nuestras oficinas en Santiago (Chile), apoyamos el desarrollo de nuestras operaciones en el país y nos comprometemos con los socios chilenos y con la sociedad chilena.

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso2408.