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ASTRONOMÍA. El primer agujero negro descubierto es mucho más grande de lo que pensábamos

 


Había una gran brecha entre los físicos teóricos que trabajaban en que los agujeros negros deberían existir y los que encontraban, por lo que  la  confirmación de Cygnus X-1 causó gran entusiasmo. Ahora esa emoción ha regresado, junto con un poco de perplejidad, con el descubrimiento de que nuestro primer agujero negro es más masivo de lo que se pensaba anteriormente. Tan masivo, de hecho, arroja dudas sobre lo que creíamos saber sobre la evolución estelar.

Cygnus X-1 es una fuente de rayos X tan poderosa que fue descubierta durante un breve vuelo de cohete en 1964 para obtener una pista del universo en las longitudes de onda que bloquea la atmósfera. Diez años después, Stephen Hawking apostó en contra de su condición de agujero negro y tardó 16 años en ceder.

El profesor Ilya Mandel  de la Universidad de Monash utilizó el Very Long Baseline Array para medir el movimiento aparente de Cygnus X-1 en comparación con las galaxias distantes, mientras la Tierra cambia de un lado del Sol al otro. En  Science , informan que estas mediciones de paralaje muestran que Cygnus X-1 está a 7.100 años luz de distancia, sustancialmente más lejos que las estimaciones anteriores.

Las mediciones de paralaje tomadas con 6 meses de diferencia nos dicen que Cygnus X-1 está a un poco más de 7.000 años luz de distancia. Fuente: Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía

"El agujero negro en el sistema Cygnus X-1 comenzó su vida como una estrella aproximadamente 60 veces la masa del Sol y colapsó hace decenas de miles de años", dijo Mandel en un  comunicado . "Increíblemente, está orbitando a su estrella compañera, una supergigante, cada cinco días y medio a solo una quinta parte de la distancia entre la Tierra y el Sol".

Usando lo que la nueva distancia nos dice sobre las dimensiones del sistema, Cygnus X-1 tiene una masa alrededor de 21 veces la del Sol, un 40 por ciento más de lo que se pensaba anteriormente. Aunque es pequeño en comparación con los  agujeros negros supermasivos  en el centro de las galaxias, esto lo convierte fácilmente en el agujero negro más masivo que hemos encontrado en la Vía Láctea como resultado de la muerte de una estrella.

CYGNUS X-1: el agujero negro más masivo cerca de la Tierra desde ICRAR en Vimeo .

Los agujeros negros son restos de estrellas supergigantes que se convirtieron en supernovas. Aunque las estrellas más grandes pueden nacer con más de 100 masas solares, sus vientos solares hiperactivos eliminan la mayor parte de esto. Junto con lo que se pierde en la explosión real, los agujeros negros que podemos ver con estos orígenes varían de 2 a 16 masas solares, por lo que Cygnus X-1 ya estaba cerca de la parte superior del rango. Ahora es un valor atípico.

LIGO ha detectado ondas gravitacionales de fusiones que involucran agujeros negros de hasta 50 masas solares, pero probablemente sean producto de estrellas con una composición de hierro muy baja, lo que significa vientos solares más débiles y más masa dejada atrás. Las estrellas formadas recientemente dentro de la Vía Láctea tienen un mayor contenido de metales, lo que se pensaba, por lo tanto, significaba vientos demasiado fuertes para dejar tanta masa.

Los vientos se vuelven más fuertes cuanto más masiva es una estrella. Así que la masa del agujero negro no gana mucho al aumentar la masa estelar inicial.

"En teoría, podríamos estar viendo los restos de un sistema de estrellas triples, con el agujero negro habiendo crecido tanto porque consumió la tercera estrella. La presencia de una estrella adicional con masa suficiente para marcar la diferencia alarga la órbita entre los otros componentes, que generalmente duraría después de su consumo. Algo muy anormal habría sido necesario para que un sistema de estrellas triples anterior dejara atrás un par con órbitas tan circulares como esta, dijo Mandel, agregando; "No es que algo que involucre estrellas realmente masivas sea normal".

Entonces, la explicación más probable, expuesta en un artículo complementario en  The Astrophysical Journal , es que hemos estado sobrestimando la pérdida de masa de estrellas como esta. Algunos teóricos han argumentado recientemente que las estimaciones anteriores eran demasiado altas y que "ahora tenemos una buena restricción de observación sobre eso".

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