Así es el primer sistema estelar con agujero negro que se puede ver a simple vista

Un equipo de astrónomos del Observatorio Europeo Austral (ESO) y de otras instituciones ha descubierto un agujero negro a 1000 años luz de la Tierra. Se trataría así del agujero negro más cercano al Sistema Solar jamás detectado hasta la fecha.

Este agujero negro forma parte de un sistema triple que se puede ver a simple vista desde la Tierra. El equipo encontró evidencias de la presencia de este objeto invisible rastreando a sus dos estrellas compañeras con el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros, instalado en el Observatorio La Silla de ESO, en Chile.

"Nos sorprendimos mucho cuando nos dimos cuenta de que se trata del primer sistema estelar con un agujero negro que se puede ver a simple vista", afirma en un comunicado Petr Hadrava, científico emérito de la Academia de Ciencias de la República Checa, en Praga, y coautor de la investigación.

Situado en la constelación de Telescopium, el sistema está tan cerca de la Tierra que sus estrellas se pueden ver desde el hemisferio sur en una noche oscura y despejada sin prismáticos ni telescopio. "Este sistema contiene el agujero negro más cercano a la Tierra que conocemos", confirma el científico de ESO Thomas Rivinius, que dirigió el estudio publicado este miércoles en la revista 'Astronomy & Astrophysics'.

En un principio, el equipo estudiaba el sistema, llamado HR 6819, como parte de un estudio de sistemas de doble estrella. Sin embargo, al analizar sus observaciones, quedaron sorprendidos al descubrir un tercer cuerpo, previamente desconocido en HR 6819: un agujero negro. Las observaciones con el espectrógrafo FEROS, instalado en el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros, en La Silla, mostraron que una de las dos estrellas visibles orbita alrededor de un objeto invisible cada 40 días, mientras que la segunda estrella está a una gran distancia de este par interior.

Tal y como cuenta Dietrich Baade, astrónomo emérito de ESO en Garching y coautor del estudio, las observaciones necesarias para determinar el periodo de 40 días tuvieron que extenderse durante varios meses. "Esto fue posible gracias al esquema pionero del servicio de observación de ESO, en virtud del cual el personal de ESO hace observaciones en nombre de los científicos que las necesitan", señala.

"La punta de un emocionante iceberg"

El agujero negro oculto en HR 6819 es uno de los primeros agujeros negros de masa estelar descubierto que no interactúan violentamente con su entorno y, por lo tanto, parecen verdaderamente negros. Pese a ello, el equipo pudo detectar su presencia y calcular su masa estudiando la órbita de la estrella situada en el par interior. "Un objeto invisible con una masa de, al menos, 4 veces la del Sol, sólo puede ser un agujero negro", concluye Rivinius, que trabaja en Chile.

Hasta la fecha, los astrónomos han detectado tan solo un par de docenas de agujeros negros en la Vía Láctea, y casi todos ellos interactúan con su entorno y dan a conocer su presencia mediante la liberación de potentes rayos X. Pero los científicos estiman que, a lo largo de la vida de la Vía Láctea, muchas más estrellas acabaron colapsando como agujeros negros al terminar sus vidas.

El descubrimiento de un agujero negro silencioso e invisible en HR 6819 proporciona pistas sobre dónde podrían estar los numerosos agujeros negros ocultos en la Vía Láctea. "Debe haber cientos de millones de agujeros negros por ahí, pero conocemos muy pocos. Saber qué buscar debería facilitarnos la tarea de encontrarlos", afirma Rivinius.

Según añade Baade, este sistema podría ser sólo la "punta de un emocionante iceberg", ya que, en el futuro, podrían descubrirse muchos más agujeros negros similares a este.

Una animación de la ESO muestra la relación entre las dos estrellas (en azul) y el agujero negro (en rojo) del sistema HR 6819

De hecho, los astrónomos creen que su descubrimiento ya podría arrojar algo de luz sobre un segundo sistema. "Nos dimos cuenta de que otro sistema, llamado 'LB-1', también puede ser triple, aunque necesitaríamos más observaciones para afirmarlo con seguridad", confirma Marianne Heida, becaria postdoctoral de ESO y coautora del artículo.

"LB-1' está un poco más lejos de la Tierra, pero todavía lo bastante cerca en términos astronómicos, lo cual significa que probablemente existen muchos más sistemas como este", indica Heida, que agrega que al encontrarlos y estudiarlos, se puede aprender mucho sobre la formación y evolución de esas estrellas que comienzan sus vidas con más de 8 veces la masa del Sol y terminan en una explosión de supernova que deja tras de sí un agujero negro.

Los descubrimientos de estos sistemas triples con un par interno de estrellas y una estrella alejada también podrían proporcionar pistas sobre las violentas fusiones cósmicas que liberan ondas gravitacionales lo suficientemente poderosas como para ser detectadas en la Tierra. Algunos astrónomos creen que las fusiones pueden ocurrir en sistemas con una configuración similar a HR 6819 o LB-1, pero donde el par interno se compone de dos agujeros negros o de un agujero negro y una estrella de neutrones. El objeto exterior distante podría influir gravitacionalmente en el par interno de manera que podría desencadenar una fusión y la liberación de ondas gravitacionales.

Aunque 'HR 6819' y 'LB-1' solo tienen un agujero negro y no tienen estrellas de neutrones, estos sistemas podrían ayudar a los científicos a entender cómo pueden tener lugar colisiones estelares en sistemas triples de estrellas.