Descubren el primer agujero negro orbitando alrededor de una estrella 'peonza'

• La estrella está a 8.500 años luz de la Tierra y gira a 1 millón de km/h
• Está acompañada de un agujero negro de unas tres masas solares
• El descubrimiento de investigadores españoles se publica en Nature

Recreación del agujero negro que orbita alrededor de una estrella peonza

Un equipo de investigadores de distintos centros españoles ha localizado un agujero negro que orbita alrededor de una estrella 'peonza' o de tipo Be y que se alimenta de la materia que esta va perdiendo. El descubrimiento se publica este miércoles en la revista Nature.

Este sistema binario se ha localizado con los telescopios Liverpool y Mercator, del Observatorio de Roque de los Muchachos (isla de La Palma, Canarias), según revela el Instituto Astrofísico de Canarias (IAC) en un comunicado.

Una estrella que gira a 1 millón de km/h

Las estrellas Be se caracterizan por tener una elevada fuerza centrífuga. "Giran sobre sí mismas a una velocidad muy alta, cercana a su límite de rotura, como si fuesen peonzas cósmicas", ha explicado uno de los coautores del estudio, investigador del IAC y la Universidad de La Laguna (ULL), Jorge Casares, quien es, además, un experto en agujeros negros de masa estelar y obtuvo la primera prueba sólida de su existencia en 1992.

Estas estrellas son relativamente abundantes en el Universo y solo en nuestra galaxia -la Vía Láctea- se conocen más de 80 formando sistemas binarios junto con estrellas de neutrones. En el caso de esta estrella, conocida como MWC 656 y que se encuentra en la constelación de Lacerta (el Lagarto) a 8.500 años luz de la Tierra, su superficie gira a más de un millón de kilómetros por hora.

“Comenzamos a estudiar la estrella a partir de 2010, cuando se detectó una emisión transitoria de rayos gamma que parecía provenir de la misma”, ha contado Marc Ribó, del Institut de Ciències del Cosmos (ICC) de la Universitat de Barcelona (IEEC-UB). “No se observaron más emisiones gamma -añade- pero descubrimos que formaba parte de un sistema binario”.

El acompañante de la estrella: un agujero negro

Un análisis detallado de su espectro ha permitido ahora inferir las características de su acompañante: “Se trata de un cuerpo con una masa muy alta, entre 3,8 y 6,9 veces la masa solar. Un objeto así, que no es visible y con esa masa, solo puede ser un agujero negro, ya que ninguna estrella de neutrones es estable por encima de tres masas solares”, ha afirmado el investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio (IEEC-CSIC), Ignasi Ribas.

El agujero negro orbita alrededor de la estrella Be y se alimenta de la materia que esta va perdiendo. “Su gran velocidad de rotación provoca que expulse materia a través de un disco ecuatorial. Materia que es a su vez atraída por el agujero negro y forma en su caída otro disco, llamado disco de acreción. Estudiando la emisión de este disco hemos podido analizar el movimiento del agujero negro y deducir su masa”, ha comentado el investigador de la Universidad de Alicante (UA), Ignacio Negueruela.

Los científicos creen que se trata de un miembro próximo de una población oculta de estrellas Be con agujeros negros, según indica Casares: “Pensamos que estos sistemas son mucho más abundantes de lo esperado peo difíciles de detectar, ya que los agujeros negros se alimentan del gas expulsado por la estrella Be de forma silenciosa; es decir, sin emitir mucha radiación".

“En los últimos 50 años se han descubierto 55 candidatos a agujeros negros“

"Esperamos poder confirmar esto con la detección de otros sistemas en la Vía Láctea y en galaxias cercanas usando telescopios de mayor diámetro como el Gran Telescopio Canarias”, ha concluido Casares.

Junto a Jorge Casares, Ignacio Negueruela, Marc Ribó e Ignasi Ribas, han participado también en la investigación Josep M. Paredes, del Instituto de Ciènces del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICC/IEEC-UB), y Artemio Herrero y Sergio Simón, ambos científicos del IAC y la ULL.

Agujeros negros, un desafío continuo

La detección de agujeros negros representa un desafío desde su formulación teórica en el siglo XVIII. Dado que no se ven -su gran fuerza gravitatoria impide que la luz escape de su interior- los telescopios no pueden detectarlos. 

Sin embargo, en determinados momentos, algunos agujeros negros pueden producir radiación de alta energía en su entorno, por lo que pueden localizarse con satélites de rayos X.  Es el caso de los agujeros negros activos, que están siendo alimentados por materia de un objeto cercano: si se detecta una emisión violenta de rayos X procedente de un lugar en el que no parece haber nada, es posible que allí se esconda un agujero negro.

Gracias a este método, en los últimos 50 años se han descubierto 55 candidatos a agujeros negros. De ellos, 17 cuentan con lo que los astrónomos llaman una “confirmación dinámica”: se ha localizado la estrella que lo alimenta y ello ha permitido medir la masa del objeto invisible en torno al que giran. Si la masa de este objeto es al menos tres veces superior a la masa del Sol se considera probado que se trata de un agujero negro.

El mayor problema lo presentan los agujeros negros durmientes, como el que los investigadores han localizado en torno a esta estrella tipo Be: “Su emisión de rayos X es casi inexistente, por lo que resulta muy difícil que capten nuestra atención”, reconoce Casares. De hecho, los investigadores creen que hay miles de sistemas binarios con agujeros negros distribuidos por la Vía Láctea, algunos también con estrellas compañeras de tipo Be.