Seis décadas después de su descubrimiento, el primer agujero negro detectado todavía hace que los astrónomos se rasquen la cabeza. Resulta que el gigante cósmico en el corazón del sistema Cygnus X-1 es un 50% más masivo de lo que se pensaba anteriormente, lo que lo convierte en el agujero negro de masa estelar más pesado jamás observado directamente.
Según nuevas observaciones, un equipo internacional de investigadores estima que el agujero negro tiene 21 veces la masa de nuestro sol y gira más rápido que cualquier otro agujero negro conocido. El peso recalculado está haciendo que los científicos reconsideren cómo evolucionan las estrellas brillantes que se convierten en agujeros negros, y qué tan rápido mudan su piel antes de morir.
La masa de un agujero negro depende de las propiedades de su estrella madre, como la masa de la estrella y su metalicidad (cuánto está compuesto por elementos más pesados que el helio). Durante la vida de una estrella, arroja sus capas externas a través de ráfagas de vientos estelares. Las estrellas más grandes ricas en elementos pesados pierden su masa más rápido que las estrellas más pequeñas con menos metalicidad, piensan los científicos.
“Las estrellas pierden masa en su entorno a través de los vientos estelares que se alejan de su superficie. Pero para hacer que un agujero negro sea tan pesado y gire tan rápido, necesitamos reducir la cantidad de masa que las estrellas brillantes pierden durante su vida”, dijo el coautor Ilya Mandel, astrofísico de la Universidad Monash de Australia, en un comunicado.
La distancia importa
En el nuevo estudio, los investigadores estimaron la masa de Cygnus X-1 utilizando un método probado para medir las distancias de las estrellas a la Tierra, llamado paralaje. A medida que la Tierra orbita alrededor del Sol, los astrónomos miden el movimiento visible de las estrellas en relación con el fondo de estrellas más distantes, y con un poco de trigonometría, pueden usar ese movimiento para calcular la distancia de la estrella a la Tierra.
Además, el agujero negro de Cygnus X-1 está devorando lentamente a su estrella compañera azul brillante al succionar las capas externas de esa estrella, formando un disco brillante que gira alrededor del agujero negro. A medida que la materia cae en el agujero negro, se calienta a millones de grados y emite una brillante radiación de rayos X. Parte de esta materia escapa por poco del agujero negro y se escupe en potentes chorros que emiten ondas de radio detectables en la Tierra.
Fueron estos chorros brillantes característicos los que el equipo de investigación rastreó utilizando observaciones del Very Long Baseline Array (VLBA), una red del tamaño de un continente de 10 radiotelescopios repartidos por los Estados Unidos, que se extiende desde Hawai hasta las Islas Vírgenes. Durante un período de seis días, siguieron la órbita completa del agujero negro alrededor de su estrella compañera y determinaron cuánto se desplazó el agujero negro en el espacio.
Descubrieron que Cygnus X-1 se encuentra a unos 7.200 años luz de la Tierra, superando la estimación anterior de 6.000 años luz. La distancia actualizada sugiere que la estrella compañera supergigante azul es más brillante y más masiva de lo que se pensaba anteriormente, 40 veces más masiva que nuestro sol. Y dado el período orbital del agujero negro, pudieron dar una nueva estimación de la masa del agujero negro: la friolera de 21 masas solares.
“Utilizando las mediciones actualizadas de la masa del agujero negro y su distancia de la Tierra, pudimos confirmar que Cygnus X-1 gira increíblemente rápido, muy cerca de la velocidad de la luz y más rápido que cualquier otro agujero negro encontrado hasta la fecha” dijo el coautor del estudio, Lijun Gou, investigador de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia China de Ciencias (NAOC), en un comunicado.
El descubrimiento es un testimonio de cómo las mejoras en la sensibilidad y precisión de los telescopios pueden revelar misterios incluso en algunas de las partes más estudiadas de nuestro universo.
“A medida que la próxima generación de telescopios entra en línea, su sensibilidad mejorada revela el universo con cada vez más detalle”, dijo en un comunicado el coautor del estudio, Xueshan Zhao, investigador de NAOC. “Es un gran momento para ser astrónomo”.
Fuente: Live Science.
