Astrónomos detectan un agujero negro en NGC 1850


Una imagen del Telescopio Espacial Hubble (HST) de NGC 1850. Crédito: ESA, NASA y Martino Romaniello (Observatorio Europeo Austral, Alemania).

Un equipo internacional de astrónomos informa de la detección de un agujero negro en un cúmulo globular conocido como NGC 1850. El agujero negro recién encontrado es aproximadamente 11 veces más masivo que el sol y resulta ser parte de un sistema binario. El hallazgo fue detallado en un artículo publicado el 12 de noviembre el arXiv.org.

Dado que los agujeros negros no se pueden observar directamente, probar su existencia es un desafío. La evidencia más fuerte de los agujeros negros proviene de sistemas binarios en los que se puede demostrar que una estrella visible orbita alrededor de un compañero masivo pero invisible. Por lo tanto, los astrónomos utilizan estos sistemas para descubrir directamente la presencia de un agujero negro mediante el estudio del movimiento de un objeto visible que orbita a su alrededor.

Hasta la fecha, solo se han realizado unas pocas detecciones dinámicas directas de agujeros negros que no interactúan en cúmulos estelares debido a limitaciones observacionales. Además, hasta ahora no se ha informado de detección dinámica directa de un agujero negro en un cúmulo masivo joven. Encontrar tales objetos podría ser crucial para avanzar en nuestro conocimiento sobre la función de masa inicial y la evolución dinámica temprana de los agujeros negros en entornos de alta densidad.

Ahora, un grupo de astrónomos dirigido por Sara Saracino de la Universidad John Moores de Liverpool, Reino Unido, informa de la primera detección dinámica de un agujero negro con un compañero en un cúmulo globular (GC). El objeto, designado NGC 1850 BH1, fue encontrado en NGC 1850: es un GC joven (unos 100 millones de años) y masivo (con una masa de alrededor de 100,000 masas solares) en la Gran Nube de Magallanes (LMC). El descubrimiento es parte de una búsqueda sistemática de agujeros negros de masa estelar en cúmulos estelares masivos jóvenes en el LMC mediante la explotación de observaciones MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) de múltiples épocas tomadas en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, a través del monitoreo de las variaciones de velocidad radial.

Según el estudio, el binario recién encontrado consiste en un agujero negro con una masa de aproximadamente 11,1 masas solares y una estrella de apagado de secuencia principal (MSTO) aproximadamente 4,9 veces más masiva que el sol. Es un sistema pareado, con un corto período de 5,04 días e inclinación orbital a un nivel de 38 grados.

Los investigadores asumen que el sistema probablemente experimentará un desbordamiento de Roche-Lobe, tan pronto como la estrella compañera evolucione fuera de la secuencia principal. Predicen una transferencia de masa estable y una emisión significativa de rayos X, lo que generalmente conduce a una ampliación del binario.

"La transferencia de masa probablemente terminará cuando la mayor parte de la envoltura de hidrógeno de la estrella donante se haya transferido a la compañera o se haya perdido del sistema, dejando un núcleo de estrella de helio. Si es así, es probable que experimente otra fase de transferencia de masa (y emisión de rayos X) cuando la estrella queme helio en la cáscara, terminando como un agujero negro + sistema de enana blanca", explicaron los astrónomos.

Resumiendo los resultados, los autores del artículo señalaron que su descubrimiento puede ser el punto de partida en la construcción de la función de masa inicial del agujero negro. Además, su estudio apoya la búsqueda de la población completa y dinámicamente detectable de agujeros negros.

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