Encuentran el primer agujero negro errante en la Vía Láctea

Esta imagen del telescopio espacial Hubble está centrada en el objeto conocido como MOA-11-191/OGLE-11-0462. Los astrónomos dicen que este objeto es el primer agujero negro errante conocido que se encuentra en nuestra galaxia natal, la Vía Láctea.

Ahora es bien sabido que agujeros negros supermasivos son comunes en los centros de las galaxias, incluida nuestra propia Vía Láctea. Tienen millones o miles de millones de veces la masa de nuestro sol. También hemos podido detectar agujeros negros con solo unas pocas veces la masa de nuestro sol en sistemas binarios, donde el agujero negro extrae material de un objeto compañero. Pero, ¿qué pasa con los agujeros negros solitarios? Los científicos asumen que existen agujeros negros solitarios. Han calculado que podría haber millones o más solo en nuestra galaxia. Debido a que son solitarios, sin extraer masa de un compañero, son muy difíciles de detectar. Pero el 4 de febrero de 2022, los astrónomos Anunciado habían encontrado uno.

El equipo internacional de astrónomos estuvo dirigido por kailash sahu del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. El agujero negro errante se llama MOA-11-191/OGLE-11-0462 y actualmente reside a unos 5200 años luz de la Tierra. es lo que se llama un masa estelar agujero negro, que contiene la masa crítica (al menos unas pocas veces la masa de nuestro sol) necesaria para hacer que una estrella ordinaria colapse en un agujero negro.

Los investigadores publicado una preimpresión de su estudio en arXiv el 31 de enero de 2022. Como fijado en el papel:

Reportamos la primera detección inequívoca y medición de masa de un agujero negro aislado de masa estelar.

El agujero negro errante no fue fácil de encontrar

Aunque los científicos habían asumido que existían, encontrar agujeros negros solitarios de masa estelar no es fácil. Esto se debe en gran parte al hecho de que son esencialmente invisibles contra el fondo del espacio. Entonces, ¿por qué los científicos tenían tanta confianza? En general, porque otras investigaciones muestran que los agujeros negros a menudo tienden a formarse cuando las estrellas mueren, colapsan y se convierten en supernovas. Las supernovas son comunes. Por lo tanto, debería haber muchos agujeros negros como resultado, flotando libremente en nuestra galaxia.

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Ocho cuadrados fechados con estrellas brillantes similares en cada uno.
Estos marcos muestran el evento de microlente llamado MOA-11-191/OGLE-11-0462 que el telescopio espacial Hubble observado desde 2011 hasta 2017. Los investigadores dicen que el objeto que causó la microlente es un agujero negro de masa estelar.

Uso de microlentes para encontrar agujeros negros

Entonces, dado que estos agujeros negros son, por naturaleza, tan difíciles de ver, ¿cómo los buscan los científicos? Utilizan una técnica llamada microlente gravitacional, donde la luz proveniente de las estrellas es desviada por la inmensa gravedad del agujero negro. Incluso entonces no es fácil, dadas las distancias involucradas. El efecto de microlente desvía la luz y la magnifica, como mirarla con una lupa.

Luego, en 2011, los astrónomos detectaron un evento de microlente que podría ser causado por un agujero negro. Sin embargo, tomaría tiempo confirmar eso o no. Observaron la luz de la estrella en ocho ocasiones, a lo largo de seis años, utilizando el telescopio espacial Hubble. Vieron que la luz cambiaba con el tiempo, pero eso no era todo. La estrella misma parecía que se había movido.

La mejor explicación del agujero negro para el evento de microlentes de 2011

¿Cómo explicar esto? Los investigadores determinaron que debe haber otro objeto moviéndose, desviando la luz de la estrella al pasar, desde nuestro punto de vista. Concluyeron que el objeto debe ser un agujero negro, basándose en dos líneas de evidencia. En primer lugar, no había luz procedente de la microlente y, en segundo lugar, la curvatura o ampliación de la luz de la estrella duró mucho tiempo, unos 270 días. Esto apuntaba a que un agujero negro era el responsable del evento de microlente.

Como señalaron los investigadores:

Mostramos que la lente no emite luz detectable, lo que, además de tener una masa más alta de lo que es posible para una enana blanca o una estrella de neutrones, confirma su naturaleza de agujero negro.

Este agujero negro errante es pequeño y rápido

Los investigadores estimaron que el agujero negro tiene 7,1 veces la masa del sol. Su horizonte de eventosEntonces, el límite que define la región del espacio alrededor de un agujero negro del que nada (ni siquiera la luz) puede escapar, tendría alrededor de 42 kilómetros (26 millas) de ancho. Es un agujero negro realmente pequeño en comparación con el monstruo del centro de nuestra galaxia. También “vaga” muy rápido, a unos 45 kilómetros (28 millas) por segundo.

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Los científicos dicen que puede haber sido arrojado al espacio después de que explotara su estrella anterior. Eso significa que el agujero negro ahora se desplaza solo a través del espacio interestelar sin compañeros. A veces, con las supernovas, el núcleo muerto restante de la estrella puede ser expulsado al espacio. La estrella enana blanca LP 40-365 y el púlsar PSRJ0002+6216 son dos ejemplos conocidos de esto.

Agujero negro errante en otra galaxia

Si bien este puede ser el primer agujero negro flotante descubierto en la Vía Láctea, los científicos también han visto evidencia de ellos encontrados antes. Es decir, agujeros negros errantes en otras galaxias. En 2016, los científicos informaron sobre la detección de un candidato a agujero negro errante llamado XJ1417+52. Este fue encontrado en el borde de un galaxia lenticular unos 4.500 millones de años luz de la Tierra.

de la NASA Observatorio de rayos X Chandra y ESA XMM-Newton El observatorio de rayos X se utilizó para identificar este objeto. La galaxia madre del objeto se llama SDSS J141711.07+522540.8, o GJ1417+52 para abreviar. Se estima que el probable agujero negro tiene una masa 100.000 veces mayor que la de nuestro sol.

Galaxia irregular con un primer plano de un agujero negro rodeado por un disco de acreción.
Concepto artístico de una galaxia enana, su forma distorsionada, muy probablemente por una interacción pasada con otra galaxia, y un enorme agujero negro en sus afueras (punto brillante, extremo derecho). En 2020, los astrónomos reportaron evidencia de agujeros negros masivos en 13 galaxias enanas. Aproximadamente la mitad estaban en las afueras de sus galaxias, como se muestra aquí.

13 agujeros negros masivos en galaxias enanas

Unos años más tarde, en 2020, los astrónomos dijeron que encontraron 13 agujeros negros masivos en algún otro galaxias enanas. Si bien algunos de los agujeros negros estaban en el centro de sus galaxias, aproximadamente la mitad de ellos, sin embargo, no lo estaban. Parecían, en cambio, estar vagando por las afueras de sus galaxias.

Se estima que estos agujeros negros son 400.000 veces más masivos que el sol.

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En pocas palabras: por primera vez en la historia, los astrónomos dicen que han encontrado un agujero negro solitario y errante en nuestra galaxia. Tiene 7,1 veces la masa del sol y se encuentra a 5.200 años luz de distancia. Mientras que otros han sido detectados antes en otras galaxias, este es el primero en ser identificado en nuestra propia Vía Láctea.

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