Los primeros agujeros negros se observaron en sistemas binarios, gracias a la emisión en rayos X de sus discos de acreción de materia. Cuando el agujero negro está inactivo (no acreta materia de su compañera), la observación debe usar un método indirecto, similar a los usados en la búsqueda de los exoplanetas. Se publica en Science la observación de un agujero negro con entre 2.6 y 6.1 masas solares en el sistema binario J05215658. No se ha observado emisión de rayos X, luego parece que no consume materia de su estrella compañera, una estrella gigante de 3.2 ± 1.0 masas solares. Este agujero negro es el primero con una masa en el llamado salto de masa (mass gap), es decir, intermedia entre las estrellas de neutrones (menos de 2.5 masas solares) y los agujeros negros en binarias de rayos X (más de 10 masas solares).
Por supuesto, como ocurre con los exoplanetas, este nuevo agujero negro es solo un candidato hasta que sea confirmado de forma independiente. La mediana para su masa es de 3.3 masas solares (3.3+2.8−0.7 M☉) y la mediana para su diámetro es de unos 19 km; se encuentra a una distancia de la Tierra de unos diez mil años luz. Hay otros candidatos a agujeros negros de baja masa en binarias de rayos X, pero su incertidumbre en masa es grande; en concreto, GX 339-4, con una masa entre 2.3 y 9.5 M☉, y 4U 1543-47, con una masa entre 2.7 y 7.5 M☉.
El artículo es Todd A. Thompson, Christopher S. Kochanek, …, Kevin Covey, "A noninteracting low-mass black hole–giant star binary system," Science 366: 637-640 (01 Nov 2019), doi: https://doi.org/10.1126/science.aau4005, arXiv:1806.02751 [astro-ph.HE] (07 Jun 2018); algunos medios se han hecho eco, como Neel V. Patel, "Scientists have spotted a tiny black hole that may be just 12 miles across," MIT Technology Review, 01 Nov 2019.
Ciertos rumores este verano han apuntado a que el Run O3 de LIGO-Virgo ha observado las ondas gravitacionales producidas en la fusión de dos agujeros negros con una masa en el mass gap. Sin embargo, hasta que dicha observación no se publique de forma oficial, no sabremos si está confirmada o no lo está. En cualquier caso, ya no será la primera vez que se observa un agujero negro con dicha masa, pues se han adelantado los autores del nuevo artículo en Science.
El nuevo agujero negro en el sistema binario J05215658 se ha descubierto en el catálogo APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment) de estrellas cercanas al centro galáctico observadas con luz infrarroja. Se han buscado variaciones fotométricas entre las doscientas estrellas del catálogo con mayor velocidad, dado que apuntan a sistemas binarios. Entre ellas la única que apunta de forma clara a un agujero negro es 2MASS J05215658+4359220, que está en la constelación de Auriga (el cochero), en el hemisferio norte, por encima de la famosa constelación de Orión; cuyo nombre abreviado es J05215658.
Este sistema binario muestra dos cuerpos en órbita casi circular con un periodo orbital de ≃ 83.2 ± 0.06 días y una excentricidad de ≃ 0.0048 ± 0.0026; la semiamplitud de la velocidad radial es ≃ 44.6 ± 0.1 km/s. Las estimaciones de la masa del cuerpo no observado apuntan a un cuerpo compacto con más de 2.6 masas solares, luego sería un agujero negro con masa en el salto de masa. ¿Se confirmará de forma independiente que es un agujero negro? En su caso sería el primero con una masa en el salto de masa. Pero, como siempre, debemos ser cautos. Toda observación pionera debe ser confirmada, incluso si se publica en Science (donde no se publicará su confirmación).
La entrada El agujero negro de menor masa observado hasta ahora fue escrita en La Ciencia de la Mula Francis.
☛ El artículo completo original de Francisco R. Villatoro lo puedes ver aquí.
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