Gaia BH1, el agujero negro conocido más cercano a la Tierra

Ningún otro fenómeno cósmico es quizás tan fascinante como los agujeros negros, lugares donde la gravedad es tan fuerte que tuercen la naturaleza misma del espacio y el tiempo a su alrededor, tan fuertemente que ni siquiera la luz puede escapar de su atracción.

Los agujeros negros son omnipresentes en todo el Universo, y se cree que existen más de 100 millones solo en nuestra Vía Láctea. Han sido el tema de muchos thrillers de ciencia ficción, incluida la película Interstellar de 2014 , y a menudo se los presenta como monstruos peligrosos que consumen todo lo que los rodea. Afortunadamente, se cree que los agujeros negros están «allá afuera» y muy lejos.

Pero un agujero negro recientemente descubierto por los astrónomos es el más cercano jamás encontrado, prácticamente un vecino astronómico. Este agujero negro se llama “Gaia BH1” y su descubrimiento proporciona a los astrónomos un laboratorio cercano con el que pueden comprender mejor cómo se forman los agujeros negros.

Gaia BH1: nuestro vecino astronómico

A una distancia de 1.600 años luz, este agujero negro no representa ningún peligro para la humanidad; por lo tanto, puedes seguir durmiendo profundamente por la noche. Sin embargo, la historia de cómo se descubrió el agujero negro es interesante.

Los agujeros negros son los restos de estrellas muertas hace mucho tiempo. Su nombre proviene del hecho de que no solo no emiten luz, sino que también absorben toda la luz que cae sobre ellos. Debido a esto, son invisibles. “Agujeros negros” es un nombre literal para estos ninjas cósmicos, que son indetectables en la forma en que vemos otras estrellas.

Pero eso solo es cierto para los agujeros negros aislados. Si los agujeros negros están rodeados de gas, o en la proximidad de una estrella cercana, la gravedad del agujero atraerá el gas. A medida que cae en el agujero, se calienta a temperaturas increíbles. Este gas caliente que brilla intensamente emite una luz que se puede detectar, una antorcha interestelar que es fácilmente visible con los instrumentos científicos adecuados. Quizás, irónicamente, los agujeros negros «alimentadores», como se les llama, son algunas de las cosas más brillantes del cosmos. Así se han observado la mayoría de los agujeros negros conocidos, aunque no es el caso de Gaia BH1.

Gaia BH1 no se observó directamente, ni es un agujero negro de alimentación. En cambio, se detectó al ver su efecto en una segunda estrella en su sistema planetario. Quizás la mitad de los sistemas planetarios que contienen una estrella similar al Sol contienen dos estrellas que se orbitan entre sí. Gaia BH1 es un ejemplo de tal sistema, con la particularidad de que una de las dos estrellas es un agujero negro.

En diciembre de 2013, una Soyuz ST-B despegó de una instalación de lanzamiento en la Guayana Francesa que transportaba el telescopio Gaia. La misión de Gaia es mapear la ubicación y el movimiento de mil millones de estrellas cercanas en la galaxia. Es una misión asombrosamente ambiciosa y que ha tenido un éxito asombroso, logrando muchos avances en el conocimiento astronómico.

Sin embargo, relevante para Gaia BH1 fue la observación de una estrella en particular «moviéndose» en su lugar, como si estuviera orbitando otra estrella, una que los científicos no podían ver. Estos datos despertaron la curiosidad de un grupo de astrónomos, que dirigieron el telescopio Gemini North hacia Hawái, uno de los telescopios gemelos del Observatorio Internacional Gemini , para estudiar el misterioso comportamiento. El grupo publicó un artículo que no solo confirmó la observación de Gaia, sino que demostró que lo que estaban viendo era una estrella similar al Sol (clase G), con una masa del 93% de la del Sol, orbitando un agujero negro con una masa de 9,62 ± 0,18 masas solares. Las dos estrellas orbitan un lugar entre ellas aproximadamente dos veces al año.

Así es como funciona

Supón que tienes una pelota del tamaño de una de baloncesto y supón que esta pelota pesa tanto como un niño pequeño. La bola se ilumina en rojo, pero de forma bastante tenue, por lo que no ilumina mucho a su alrededor, aunque es fácil de ver en un lugar con poca luz. Ahora conecta esa bola a un cable fuerte. Finalmente, te pones un disfraz de ladrón completamente negro y llevas todo a una habitación oscura y apagas las luces.

Ahora viene la parte divertida. Agarras el cable y comienzas a balancearlo como un lanzamiento de martillo en los Juegos Olímpicos. ¿Qué ve un extraño? Ve la pelota orbitando algo invisible (tú). Y por el movimiento de la pelota, puede inferir que estás ahí.

Y esa es la idea básica de cómo se logró esta medida. Al observar el comportamiento de una estrella en la vecindad del agujero negro, los astrónomos pudieron determinar que el agujero negro estaba allí, a pesar de que nunca lo vieron directamente.

Entonces, ¿qué nos ha enseñado esta nueva observación? Bueno, varias cosas. Mientras que el agujero negro tiene una masa de unas 10 veces la del Sol, cuando era una estrella, su masa era más de 20 veces la del Sol. Eso significa que la estrella progenitora del agujero negro vivió solo unos pocos millones de años. (En contraste, nuestra propia estrella, mucho más pequeña, ya ha vivido 4.500 millones de años y solo está a la mitad de su esperanza de vida).

Antes de que la estrella progenitora se convirtiera en un agujero negro, primero creció a una etapa supergigante, que es cuando una estrella se infla a grandes tamaños. Es como si nuestra estrella se hiciera tan grande como la órbita de la Tierra.

La estrella progenitora era tan grande que envolvió por completo a la estrella que aún existe en la actualidad. Luego, después de un breve período como supergigante, la estrella progenitora se quedó sin combustible y explotó en una supernova, dejando el agujero negro que descubrieron los astrónomos.

Esto es algo curioso, ya que los astrónomos habrían esperado que la fricción que la estrella actualmente visible habría experimentado mientras estaba incrustada en el progenitor supergigante habría ralentizado las órbitas de las estrellas y las habría acercado más entre sí de lo que se ven hoy. Esto requerirá que los astrónomos revisen sus teorías sobre cómo crecen y evolucionan los sistemas estelares binarios como el que contiene a Gaia BH1.

Todavía hay mucho que no sabemos sobre cómo evolucionan los sistemas estelares con el tiempo, sin embargo, descubrimientos como Gaia BH1 nos acercan cada vez más a la comprensión del Universo que nos rodea.

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