Un instrumento de ESO detecta el agujero negro más cercano a la Tierra.
El objeto invisible tiene dos estrellas compañeras visibles a ojo desnudo.
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| Esta representación artística muestra las órbitas de los objetos del sistema triple HR 6819. Este sistema se compone de un sistema binario interno con una estrella (órbita en azul) y un agujero negro recién descubierto (órbita en rojo), así como de un tercer objeto, otra estrella, en una órbita más amplia (también en azul). En un principio, el equipo creía que en el sistema sólo había dos objetos: las dos estrellas. Sin embargo, al analizar sus observaciones, se sorprendieron al descubrir un tercer cuerpo, previamente desconocido en HR 6819: un agujero negro, el más cercano a la Tierra jamás detectado. El agujero negro es invisible, pero se ha detectado su presencia por su tirón gravitacional, que obliga a la luminosa estrella interna a mantener una órbita determinada. Los objetos de este par interno tienen aproximadamente la misma masa y órbitas circulares. Las observaciones, realizadas con el espectrógrafo FEROS, instalado en el Telescopio de 2,2 metros en el Observatorio La Silla de ESO, mostraron que la estrella visible interior orbita el agujero negro cada 40 días, mientras que la segunda estrella está a muy alejada de este par interior. Crédito: ESO/L. Calçada. |
Un equipo de astrónomos del Observatorio Europeo Austral (ESO) y de otras instituciones ha descubierto un agujero negro a solo 1.000 años luz de la Tierra. Es el agujero negro más cercano a nuestro Sistema Solar jamás detectado hasta la fecha y forma parte de un sistema triple que se puede ver a simple vista. El equipo encontró evidencias de la presencia de este objeto invisible rastreando a sus dos estrellas compañeras con el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros, instalado en el Observatorio La Silla de ESO, en Chile. Dicen que este sistema podría ser sólo la punta del iceberg, ya que, en el futuro, podrían descubrirse muchos más agujeros negros similares a este.
“Nos sorprendimos mucho cuando nos dimos cuenta de que se trata del primer sistema estelar con un agujero negro que se puede ver a simple vista”, afirma Petr Hadrava, científico emérito de la Academia de Ciencias de la República Checa, en Praga, y coautor de la investigación. Situado en la constelación de Telescopium(el Telescopio), el sistema está tan cerca de nosotros que sus estrellas se pueden ver desde el hemisferio sur en una noche oscura y despejada sin prismáticos ni telescopio. “Este sistema contiene el agujero negro más cercano a la Tierra que conocemos”, confirma el científico de ESO Thomas Rivinius, quien dirigió el estudio publicado hoy en la revista Astronomy & Astrophysics.
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| MPG / ESO telescopio de 2,2 metros. El telescopio MPG / ESO de 2,2 metros en La Silla ha estado en funcionamiento desde principios de 1984 y fue prestado a ESO por Max Planck Gesellschaft. La operación y el mantenimiento del telescopio fue responsabilidad de ESO hasta septiembre de 2013. El telescopio (que es un Ritchey-Chretien montado en horquilla) fue construido por Zeiss y está equipado con WFI, FEROS y GROND. Crédito: ESO / H.H. Heyer. |
En un principio, el equipo estudiaba el sistema, llamado HR 6819, como parte de un estudio de sistemas de doble estrella. Sin embargo, al analizar sus observaciones, quedaron sorprendidos al descubrir un tercer cuerpo, previamente desconocido en HR 6819: un agujero negro. Las observaciones con el espectrógrafo FEROS, instalado en el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros, en La Silla, mostraron que una de las dos estrellas visibles orbita alrededor de un objeto invisible cada 40 días, mientras que la segunda estrella está a una gran distancia de este par interior.
Tal y como cuenta Dietrich Baade, astrónomo emérito de ESO en Garching y coautor del estudio, “Las observaciones necesarias para determinar el período de 40 días tuvieron que extenderse durante varios meses. Esto fue posible gracias al esquema pionero del servicio de observación de ESO, en virtud del cual el personal de ESO hace observaciones en nombre de los científicos que las necesitan”.
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| Instrumento FEROS. El espectrógrafo óptico de rango extendido alimentado con fibra (FEROS) se instaló originalmente en el telescopio ESO de 1,52 metros en 1998. Después de que este telescopio se desmanteló, FEROS se trasladó al telescopio MPG / ESO de 2,2 metros, donde tuvo su primera luz en 2002 Crédito: ESO. |
El agujero negro oculto en HR 6819 es uno de los primeros agujeros negros de masa estelar descubierto que no interactúan violentamente con su entorno y, por lo tanto, parecen verdaderamente negros. Pese a ello, el equipo pudo detectar su presencia y calcular su masa estudiando la órbita de la estrella situada en el par interior. “Un objeto invisible con una masa de, al menos, 4 veces la del Sol, sólo puede ser un agujero negro”, concluye Rivinius, que trabaja en Chile.
Hasta la fecha, los astrónomos han detectado tan solo un par de docenas de agujeros negros en nuestra galaxia, y casi todos ellos interactúan con su entorno y dan a conocer su presencia mediante la liberación de potentes rayos X. Pero los científicos estiman que, a lo largo de la vida de la Vía Láctea, muchas más estrellas acabaron colapsando como agujeros negros al terminar sus vidas. El descubrimiento de un agujero negro silencioso e invisible en HR 6819 proporciona pistas sobre dónde podrían estar los numerosos agujeros negros ocultos en la Vía Láctea. “Debe haber cientos de millones de agujeros negros por ahí, pero conocemos muy pocos. Saber qué buscar debería facilitarnos la tarea de encontrarlos”, afirma Rivinius. Baade añade que encontrar un agujero negro en un sistema triple tan cercano indica que estamos viendo sólo “la punta de un emocionante iceberg”.
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| Este gráfico muestra la ubicación del sistema triple HR 6819, que incluye el agujero negro más cercano a la Tierra, en la constelación de Telescopium. En este mapa se pueden ver la mayoría de las estrellas que son visibles a ojo desnudo bajo buenas condiciones; el sistema en sí está marcado con un círculo rojo. Mientras que el agujero negro es invisible, las dos estrellas de HR 6819 se pueden ver desde el hemisferio sur en una noche oscura y despejada sin binoculares o telescopio. Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope |
De hecho, los astrónomos creen que su descubrimiento ya podría arrojar algo de luz sobre un segundo sistema. “Nos dimos cuenta de que otro sistema, llamado LB-1, también puede ser triple, aunque necesitaríamos más observaciones para afirmarlo con seguridad”, confirma Marianne Heida, becaria postdoctoral de ESO y coautora del artículo. “LB-1 está un poco más lejos de la Tierra, pero todavía lo bastante cerca en términos astronómicos, lo cual significa que probablemente existen muchos más sistemas como este. Al encontrarlos y estudiarlos podemos aprender mucho sobre la formación y evolución de esas estrellas que comienzan sus vidas con más de 8 veces la masa del Sol y terminan en una explosión de supernova que deja tras de sí un agujero negro”.
Los descubrimientos de estos sistemas triples con un par interno de estrellas y una estrella alejada también podrían proporcionar pistas sobre las violentas fusiones cósmicas que liberan ondas gravitacionales lo suficientemente poderosas como para ser detectadas en la Tierra. Algunos astrónomos creen que las fusiones pueden ocurrir en sistemas con una configuración similar a HR 6819 o LB-1, pero donde el par interno se compone de dos agujeros negros o de un agujero negro y una estrella de neutrones. El objeto exterior distante podría influir gravitacionalmente en el par interno de manera que podría desencadenar una fusión y la liberación de ondas gravitacionales. Aunque HR 6819 y LB-1 solo tienen un agujero negro y no tienen estrellas de neutrones, estos sistemas podrían ayudar a los científicos a entender cómo pueden tener lugar colisiones estelares en sistemas triples de estrellas.
Información adicional.
Este trabajo de investigación ha sido presentado en el artículo científico “A naked-eye triple system with a nonaccreting black hole in the inner binary”, publicado hoy en la revista Astronomy & Astrophysics.
El equipo está formado por Th. Rivinius (Observatorio Europeo Austral, Santiago, Chile); D. Baade (Observatorio Europeo Austral, Garching, Alemania [ESO Germany]); P. Hadrava (Instituto de Astronomía, Academia de Ciencia de la República Checa, Praga, República Checa); M. Heida (ESO Germany); y R. Klement (el Conjunto CHARA de la Universidad Estatal de Georgia, Observatorio del Monte Wilson, Mount Wilson, EE.UU.).
ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con dieciséis países 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 Australia como aliado estratégico. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), el más avanzado del mundo, así como dos telescopios de rastreo: VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía), que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. ESO también es socio de dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Finalmente, en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el ELT (Extremely Large Telescope), de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.
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• Publicado en ESO el 6 de mayo del 2020, enlace publicación.
