julio 2, 2022

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Descubierto por primera vez: un agujero negro solitario y errante

sDesde mayo de 2022, no ha habido dudas de que existe un agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Tras años de trabajo, un equipo internacional de investigadores ha podido capturar una “foto” de este monstruo gravitacional llamado Sagitario A* con la ayuda de ocho radiotelescopios.

En Astrophysical Journal, los investigadores presentaron evidencia de un segundo agujero negro en la Vía Láctea. A diferencia de Sagittarius A*, no es un agujero negro estacionario, sino un objeto que cruza la galaxia a gran velocidad.

Los científicos nunca antes habían detectado directamente un solo agujero negro deambulando por el espacio interestelar, aunque las consideraciones teóricas sugieren que hay más de 100 millones de agujeros negros deambulando por nuestra galaxia.

Tal vez a 80 años luz de nosotros

El agujero negro que ahora se ha descubierto está a unos 5.000 años luz de la Tierra y se encuentra en kareena sagitario El brazo espiral de nuestra galaxia. A partir de esta información y cálculos estadísticos complejos, los investigadores concluyeron que el agujero negro más cercano a la Tierra puede estar a solo 80 años luz de nosotros. A modo de comparación: la estrella más cercana, después del Sol, se encuentra a poco más de cuatro años luz de distancia.

El primer descubrimiento de un agujero negro itinerante se hizo con mediciones de telescopio espacial Hubble. Este método permitió determinar no solo la distancia de un objeto, sino también su velocidad y masa.

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En consecuencia, el agujero negro se precipita a través de la Vía Láctea a una velocidad de 160 mil kilómetros por hora. Los investigadores determinaron que su masa es siete veces la del Sol. Por lo tanto, este agujero negro errante es notablemente menos masivo que Sagitario A* en el centro de la galaxia. Este monstruo gravitacional tiene cuatro millones de masas solares.

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siete veces la masa del sol

La masa relativamente pequeña del agujero negro recién descubierto encaja bien con las expectativas teóricas de los astrofísicos, que postularon la existencia de tales cuerpos celestes durante mucho tiempo. Se dice que es solo 20 veces más grande que nuestro sol y se formó durante las explosiones de supernova de estrellas más grandes.

Se supone que el núcleo que queda en un agujero negro explota debido a las fuerzas gravitatorias. Debido a que esta implosión no es perfectamente simétrica, el agujero negro que se forma recibe un empuje para que atraviese el espacio, como un disparo de una bala de cañón.

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La representación de este artista muestra uno de los agujeros negros supermasivos más primitivos que se conocen (el punto negro central) en el corazón de una galaxia joven rica en estrellas.  (Foto: Photo12/Universal Images Group vía Getty Images)

Pero, ¿cómo localiza el telescopio Hubble, que opera en el rango de longitud de onda óptica, un agujero negro solitario cuando no emite luz visible y no está rodeado por material que emite radiación detectable? En el caso de Sagitario A*, la “imagen” solo fue posible porque este agujero negro está rodeado de materia.

Detección de lente fina habilitada

Este llamado disco de acreción está siendo tragado gradualmente por el agujero negro y se calienta considerablemente en el proceso. La “imagen” de Sagitario A* es, después de todo, una imagen de la radiación emitida desde las inmediaciones del agujero negro.

Aunque un solo agujero negro no contiene esta radiación, los investigadores aún han podido detectarla. Esto se debe a que dobla el espacio circundante debido a su gravedad. Esta curvatura conduce, entre otras cosas, al hecho de que la luz de estrellas distantes está en camino a telescopio Hubble Las moscas cercanas al agujero negro invisible se desvían ligeramente de su órbita.

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Los investigadores hablan sobre el llamado efecto de microlente. Demuestran la precisión de la desviación de la luz observada con el siguiente ejemplo: lo que Hubble pudo establecer corresponde a la observación de una moneda ubicada en Los Ángeles utilizando un telescopio en Nueva York, demostrando que la posición de la moneda se desplazó dos veces. centímetros.

Hubble se midió durante seis años.

El desafío de una medición tan precisa se puede ver en el hecho de que Hubble ha recopilado datos durante un período de seis años para probar la existencia de este agujero negro.

Los datos de medición fueron evaluados por dos grupos de investigación independientes – por un lado por un equipo en Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore bajo la supervisión de Kailash Sahu y por otro lado de académicos de Universidad de California en BerkeleyDirigida por Casey Lamm.

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Profesor Reinhard Genzel con el telescopio VLT (montaje de imagen)

Los dos equipos llegaron a conclusiones ligeramente diferentes, particularmente con respecto a la masa del cuerpo del vagabundo. En el caso del equipo de Lamm, este es un poco más pequeño, lo que deja una pequeña posibilidad de que no sea un agujero negro sino una estrella de neutrones.

La explicación aún no es del todo segura.

“Por mucho que solemos decir que definitivamente es un agujero negro, no podemos ocultar el hecho de que podría haber otras explicaciones posibles”, dice la investigadora de Berkeley, Jessica Lu.

La búsqueda de vagabundos invisibles en la Vía Láctea continuará. Con masas ligeramente mayores que cuando se descubrió por primera vez un objeto de este tipo, podría probar su naturaleza como un agujero negro con un mayor grado de certeza.

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Sin embargo, está claro cómo será la investigación futura. Sahu señala que “no hay otra forma de detectar agujeros negros aislados que midiendo el efecto de una microlente”.