Un agujero negro descubierto por accidente

Con la ayuda de telescopios en la superficie y en la órbita de nuestro planeta, un grupo de astrónomos ha descubierto lo que parece ser un agujero negro a sólo unos pocos miles de años-luz de distancia, y eso puede cambiar nuestra percepción de la Vía Láctea…

Los agujeros negros de la Vía Láctea

El cúmulo globular Messier 15, observado por el telescopio Hubble. Crédito: NASA, ESA

El cúmulo globular Messier 15, observado por el telescopio Hubble.
Crédito: NASA, ESA

La noticia no es el descubrimiento del agujero negro en sí, sabemos que hay muchos en la galaxia. Lo interesante es que este, en particular, podría decirse que ha estado oculto a simple vista desde hace tiempo. Se encuentra cerca de un cúmulo globular (Messier 15) muy bien conocido, y hasta ahora había sido confundido con una posible galaxia lejana. Ahora que sabemos cuál es la realidad, la implicación es que cantidad de agujeros negros en la Vía Láctea podría ser muchísimo más elevada de lo que creíamos hasta el momento.

El objeto está catalogado con la poco práctica denominación VLA J213002.08+120904 (es una combinación de Very Large Array, el radio telescopio que lo ha descubierto, y sus coordenadas en el firmamento), aunque también lo conocemos como M15 S2. La historia que nos ha traído hasta aquí es, como mínimo, llamativa. El cúmulo se encuentra a una distancia de 30.000 años-luz, en 1996, un grupo de astrónomos lo analizó usando el VLA, en busca de posibles corrientes de gas que estuviesen fluyendo hacia su interior.

De manera accidental, encontraron una fuente de emisión de radio en las afueras del cúmulo, pero no supieron definir qué era exactamente. Algunos pensaron que podía tratarse de una galaxia remota que, por coincidencia, estaba alineada con el cúmulo. En 2014, otro equipo de astrónomos observó ese mismo objeto (al que denominaron S2, por ser la segunda fuente de emisión en el vecindario del cúmulo globular) con la ayuda de diferentes radio telescopios del planeta. Utilizando el paralaje (el movimiento aparente de un objeto en el firmamento) nos permitió calcular que, en realidad, se encuentra a unos 7.000 años-luz de distancia; mucho más cerca que M15. Así que no se trataba de ninguna galaxia lejana ni de alguna estrella atípica en la región del cúmulo.

Identificando el objeto

Esta imagen de Messier 15 nos muestra la región del cúmulo en varios espectros. La imagen combina el espectro visible y el de rayos X. En la imagen pequeña se puede apreciar el agujero negro (en radio) y su ausencia de emisión en rayos X (en la otra imagen incrustada justo al lado). Crédito: Rayos-X: NASA/CXC/Univ. of Alberta/B.Tetarenko et al; Óptico: NASA/STScI; Radio: NSF/AUI/NRAO/Curtin Univ./J. Miller-Jones

Esta imagen de Messier 15 nos muestra la región del cúmulo en varios espectros. La imagen combina el espectro visible y el de rayos X. En la imagen pequeña se puede apreciar el agujero negro (en radio) y su ausencia de emisión en rayos X (en la otra imagen incrustada justo al lado).
Crédito: Rayos-X: NASA/CXC/Univ. of Alberta/B.Tetarenko et al; Óptico: NASA/STScI; Radio: NSF/AUI/NRAO/Curtin Univ./J. Miller-Jones

Finalmente, otro equipo de astrónomos repasó las observaciones de diferentes telescopios para intentar definir su naturaleza. Lo vieron en mas observaciones de radio del VLA y, aquí es donde viene lo intrigante, también lo vieron en las observaciones del telescopio Hubble, que mostraron una tenue fuente roja en esa posición, pero no estaba presente en los datos de M15 recogidos por el observatorio de Rayos-X Chandra. En este último no había nada, lo que fuese que hubiese allí, era demasiado tenue para ser visto en rayos X incluso tras 30 horas seguidas de observación.

Si incorporamos todas las piezas del puzle, nos encontramos con un objeto de lo más peculiar: es un agujero negro que está orbitando alrededor de una pequeña enana roja. Si el agujero negro tiene la masa típica de este tipo de objetos (alrededor de 10 veces la masa del Sol), la enana roja tiene alrededor de 0,1 o 0,2 veces la masa del Sol (que es también la masa típica de una estrella de ese tipo). Es muy probable que los dos objetos se orbiten a muy poca distancia, con un periodo orbital de entre una y dos horas. Eso provoca que la estrella se vea fuertemente distorsionada por la gravedad del agujero negro y su material esté cayendo en él.

Cuando esto sucede, se suele formar un disco alrededor del agujero negro al que llamamos disco de acreción. Allí, se va acumulando el material antes de terminar cayendo a su interior, y puede llegar a calentarse considerablemente, lo que provoca que brille muy intensamente en rayos X y emita un viento de partículas subatómicas. En este caso, sin embargo, el disco parece ser bastante débil y más frío de lo que cabría esperar, por lo que no es visible en rayos X a pesar de que sí se puede detectar su viento de partículas.

Podría tratarse de otro tipo de objeto, porque hay algunos que pueden ser muy brillantes en radio y silenciosos en rayos X, pero ya habían sido eliminados anteriormente. Por ejemplo, una nebulosa planetaria aparecería como algo borroso en las imágenes del Hubble, pero no está ahí. Así que la mejor explicación que tenemos es que es un agujero negro binario de poca masa. Suponiendo que sea correcto, es el primer agujero negro que forma un disco de acreción, indetectable en rayos X, fuera de un cúmulo globular, y también es uno de los sistemas binarios de agujero negro con la menor cantidad de masa conocida.

Un descubrimiento por accidente

Este hallazgo es, literalmente, un descubrimiento accidental al realizar observaciones del espectro de radio de un cúmulo globular. No está en el cúmulo, está mucho más cerca y simplemente parece estar en la misma posición en el cielo. Esa aparente cercanía es la que nos ha ayudado a descubrirlo. Como se encuentra en una zona muy pequeña del cielo observado, la implicación es que debería haber muchos más repartidos a lo largo de la galaxia.

La estimación es que podría haber entre 25.000 y 150 millones de agujeros negros binarios, similares a éste, sólo en la Vía Láctea. Es muy amplia porque hay mucha incertidumbre, pero incluso si la cifra real fuese la más pequeña, estamos hablando de tres veces más de lo predicho por la observación del nacimiento y evolución de las estrellas. Quizá los modelos de formación estelar no sean completamente correctos. En cualquier caso, lo que nos demuestra es que necesitamos seguir buscando estos objetos para entender qué es lo que sucede, por difícil que pueda ser al no detectarlos en el espectro de rayos X.

Esta sucesión de imágenes del telescopio Hubble muestra el objeto en el espectro visible, desde el rojo al azul, de izquierda a derecha. Nos revela que sólo es visible, tenuemente, en las longitudes de onda del rojo. Crédito: Tetarenko et al.

Esta sucesión de imágenes del telescopio Hubble muestra el objeto en el espectro visible, desde el rojo al azul, de izquierda a derecha. Nos revela que sólo es visible, tenuemente, en las longitudes de onda del rojo.
Crédito: Tetarenko et al.

Lo único que nos puede ayudar a encontrarlos es buscar el tipo de emisión de radio que muestran, y probablemente nos ayudará explorar el centro de la galaxia porque, en principio, este tipo de agujeros negros deberían ser más comunes donde hay más estrellas. En un futuro no muy lejano también puede que seamos capaces de detectarlos en rayos X gracias a la ayuda de nuevos telescopios que están en camino.

Por sorprendente que pueda parecer, incluso en esta época todavía es posible descubrir nuevos objetos de manera accidental, y utilizarlos para poder comprender mejor cómo es la galaxia en la que vivimos. Es posible que haya millones de agujeros negros pero, en cualquier caso, no te preocupes. El espacio es increíblemente grande y, aunque realmente hubiese millones de agujeros negros ahí fuera, la posibilidad de que uno se acerque a la Tierra durante toda la vida del Universo es esencialmente cero.

Referencias: Bad Astronomy

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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1 respuesta

  1. Arnoldo De la Hoz dice:

    La última frase me tranquilizó, Alex.

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