Es un gran descubrimiento: un agujero negro inactivo cerca de nuestros vecinos en la Gran Nube de Magallanes. Y fue hecho por un equipo que normalmente desenmascara agujeros negros.
Así que esta vez no se trata de refutar la existencia de un agujero negro, sino de confirmarla. Más concretamente, se trata de un agujero negro inactivo de masa estelar en la tercera galaxia más cercana a nuestra Vía Láctea. "Por primera vez, nuestro equipo se ha reunido para informar sobre el descubrimiento de un agujero negro, en lugar de desenmascarar uno", dijo el líder de la investigación, Tomer Shenar, en un comunicado de prensa. También cabe destacar que la estrella moribunda de la que se formó el agujero negro parece haber desaparecido sin una potente explosión.
"Hemos encontrado una aguja en un pajar", dice Shenar, que con su equipo estudió seis años de observaciones del Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO). No son los primeros en descubrir un agujero negro inactivo con masa estelar fuera de nuestra Vía Láctea. Sin embargo, es la primera vez que se establece de forma inequívoca su existencia. El agujero negro tiene al menos nueve veces la masa de nuestro sol y orbita alrededor de una estrella azul y caliente, que es 25 veces más pesada que el sol.
Colapsando por su propia gravedad
Cuando las estrellas masivas colapsan bajo su propia gravedad al final de su vida, se forman agujeros negros estelares. En el caso de una estrella binaria, donde dos estrellas orbitan entre sí, se forma un agujero negro que orbita alrededor de la otra estrella. Se llama agujero negro inactivo porque emite poca radiación. Esto también hace que sea muy difícil de encontrar. "Es increíble que apenas conozcamos ejemplos de agujeros negros inactivos, mientras que los astrónomos piensan que son muy comunes", explica el coautor Pablo Marchant, de la KU Leuven.
Un agujero negro inactivo es aún más difícil de encontrar que un agujero negro ordinario porque emite muy poca radiación y no interactúa con su entorno. "Llevamos más de dos años buscando este tipo de estrellas binarias con un agujero negro", afirma la coautora Julia Bodensteiner, investigadora del ESO en Alemania. "Por eso me entusiasmé cuando me enteré del VFTS 243, que en mi opinión es el candidato más convincente hasta ahora".
Dudas
Sigue hablando de "candidato" porque es increíblemente difícil determinar si realmente es un agujero negro inactivo. De hecho, hay muchas explicaciones alternativas. "Como investigador que ha sacado a la luz varios agujeros negros potenciales en los últimos años, era muy escéptico sobre este descubrimiento", dice Shenar. El coautor, Kareem El-Badry, del Centro de Astrofísica de Harvard y del Smithsonian, en Estados Unidos, opinó lo mismo. "Cuando Tomer me pidió que comprobara sus hallazgos, tuve mis dudas. Pero no pude encontrar una explicación plausible para los datos que no implicara un agujero negro", explica El-Badry.
El equipo de investigación investigó casi un millar de estrellas masivas en la nebulosa de la Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes, con la esperanza de encontrar una con un agujero negro en su órbita. Finalmente, encontraron el VFTS 243. "La estrella que formó el agujero negro en el VFTS 243 parece haber colapsado completamente, sin signos de una explosión previa", explica Shenar. "Recientemente, se han descubierto más pruebas de este escenario de 'colapso directo', pero nuestro estudio proporciona posiblemente una de las pruebas más sólidas. Esto tiene enormes implicaciones para el origen de los agujeros negros que se fusionan en el universo".
La policía de los agujeros negros
Su equipo es conocido como la "policía de los agujeros negros" porque normalmente se centra en refutar los descubrimientos de los agujeros negros demostrando que son otra cosa. Sin embargo, el equipo espera ahora que su descubrimiento anime a otros científicos a buscar también agujeros negros estelares que orbiten alrededor de estrellas masivas. Se espera que haya miles en nuestra Galaxia y en las Nubes de Magallanes. "Por supuesto, espero que otros estudien detenidamente nuestro análisis e intenten proponer modelos alternativos", concluye El-Badry. Pero hasta ahora no lo han conseguido.
Estrella binaria VFTS 243
A continuación, un vídeo que muestra el aspecto de la estrella binaria VFTS 243 en la nebulosa de la Tarántula. La estrella y el agujero negro no están dibujados a escala: en realidad, la estrella azul es unas 200 000 veces mayor que el agujero negro. Debido al ángulo de la estrella binaria, no podemos ver desde la Tierra cómo el agujero negro oscurece la estrella.
Gran Nube de Magallanes
La Gran Nube de Magallanes es una galaxia situada a unos 170 000 años luz de la Tierra. Esto la convierte en la tercera galaxia más cercana a nuestra Vía Láctea. Sin embargo, solo tiene una centésima parte de la masa de nuestra galaxia. Su diámetro es de 14 000 años luz. Es una galaxia irregular que tiene algunas estructuras en forma de rayo en su centro. La irregularidad se debe posiblemente a la interacción con la Vía Láctea y la Pequeña Nube de Magallanes (una galaxia enana con un diámetro de 7 000 años luz). Por la noche, la Gran Nube de Magallanes puede verse como una nube tenue en el hemisferio sur. La galaxia se observó por primera vez en el año 964. Pero no fue hasta 1519 cuando Fernando de Magallanes informó de la existencia de la nube al mundo occidental.
El grupo local
La Gran Nube de Magallanes es la cuarta galaxia más grande del Grupo Local. Se trata de un grupo de más de cuarenta galaxias. Su diámetro es de unos 10 millones de años luz. Las dos galaxias más grandes son la nebulosa de Andrómeda y nuestra propia Vía Láctea. Se trata de galaxias con forma de espiral, mientras que la Gran Nube de Magallanes tiene una estructura parecida a una nube.
La nebulosa de la Tarántula es una nebulosa extremadamente brillante que forma parte de la Gran Nube de Magallanes. Tiene una masa de unas 450 000 veces nuestro sol y se encuentra a unos 179 000 años luz de la Tierra. Se trata de una nebulosa de emisión en la constelación del Pez Dorado, que consiste en una nube arremolinada de gas cósmico. El núcleo está formado por algunas de las estrellas más brillantes y masivas jamás observadas.