Los astrónomos acaban de actualizar un agujero negro icónico

Nueva evidencia sugiere la primera conocida calabozo es más grande de lo que se pensaba anteriormente, lo que puede obligar a los científicos a reconsiderar su comprensión de cómo las estrellas gigantes dan lugar a agujeros negros.

Los científicos creen que los agujeros negros de masa estelar, que contienen hasta unas pocas veces la masa del sol, se forman cuando las estrellas gigantes mueren y colapsan sobre sí mismas. El primer agujero negro jamás descubierto fue Cygnus X-1, ubicado dentro de la Vía Láctea en la constelación de Cygnus, el Cisne. Los astrónomos vieron los primeros signos del agujero negro en 1964 a través del gas, succionó lejos de una estrella supergigante azul en órbita cercana. Cuando este gas entró en espiral en el agujero negro, se calentó tanto que emitió rayos X y rayos gamma de alta energía que los satélites podían detectar.

A trío de estudios en 2011 sugirió que Cygnus X-1 estaba ubicado a unos 6.070 años luz de la Tierra, pero la nueva investigación sugiere que el agujero negro está en realidad a unos 7.240 años luz de distancia. Debido a que otras características del objeto se calculan en función de la distancia, el nuevo cálculo sostiene que Cygnus X-1 es bastante más grande de lo que los científicos se habían dado cuenta.

Para estimar la distancia del agujero negro, los científicos utilizan el llamado técnica de paralaje, que examina Cygnus X-1 en comparación con su fondo. “Si sostienes un dedo con el brazo extendido y cierras un ojo y luego el otro, lo verás [your finger] parecen moverse de un lugar a otro en comparación con los objetos de fondo más distantes “, dijo James Miller-Jones, astrofísico del nodo de la Universidad Curtin del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía en Perth, Australia, autor principal del nuevo estudio y co -autor de algunas de las investigaciones de 2011, dijo a Space.com. “Usando la misma idea, uno puede calcular qué tan lejos estaba Cygnus X-1 mirándolo desde diferentes puntos de vista mientras la Tierra se movía alrededor del sol”.

El trabajo de 2011 analizó la luz de la estrella compañera del agujero negro para ayudar a estimar el diámetro de la estrella. Con esta medición, los investigadores calcularon otros detalles de la asociación, como la masa del agujero negro, lo que sugiere que era aproximadamente 14,8 veces la del sol.

Sin embargo, la investigación de 2011 no recopiló datos del agujero negro a lo largo de una órbita completa alrededor de su estrella compañera. Sin esa información, el trabajo anterior no podría explicar completamente cómo estos movimientos orbitales podrían afectar las estimaciones de distancia y masa.

En el nuevo estudio, Miller-Jones y sus colegas analizaron las observaciones de Cygnus X-1 del Very Long Baseline Array (VLBA), un radiotelescopio gigante hecho de 10 antenas esparcidas por los EE. UU. En el transcurso de seis 12 horas de duración. Observaciones realizadas en días consecutivos, los investigadores monitorearon la órbita completa del agujero negro.

Usando la técnica de paralaje en estos nuevos datos combinados con los datos de 2011, los científicos encontraron que el agujero negro puede estar más lejos de lo que se pensaba anteriormente, a unos 7.240 años luz de la Tierra.

Estos nuevos hallazgos llevaron a los investigadores a revisar qué modelos de los movimientos de la estrella compañera de Cygnus X-1, lo que a su vez condujo a una nueva masa estimada para el agujero negro, aproximadamente 21,2 veces la del sol. Este tamaño convierte a Cygnus X-1 en el agujero negro de masa estelar más grande detectado hasta la fecha con observaciones de luz. (Observatorios de ondas gravitacionales como LIGO que detectan ondas en el tejido del espacio y el tiempo han detectado agujeros negros de masa estelar más grandes, incluido uno de aproximadamente 50 veces la masa del sol.)

Estos hallazgos sugieren que las estrellas que forman agujeros negros de masa estelar pueden no perder tanto material a través de los vientos como se pensaba anteriormente. “La masa de un agujero negro está determinada por el tamaño de la estrella con la que comenzó”, dijo Miller-Jones. “Las estrellas pierden masa cuando los vientos soplan en su superficie, y las estrellas masivas generan vientos más poderosos. Las estrellas más masivas pueden tener vientos muy poderosos, y pierden mucha masa a través de ellos antes de que formen agujeros negros “.

El nuevo tamaño gigante de Cygnus X-1, por lo tanto, sugiere que las estrellas que forman agujeros negros de masa estelar pueden ser más grandes de lo que se pensaba anteriormente. “Los modelos anteriores predijeron que el agujero negro más masivo, una estrella masiva en nuestro Via Láctea debería ser capaz de hacer debería ser sólo unas 15 veces la masa del sol “, dijo Miller-Jones.” Por lo tanto, encontrar algo 21 veces la masa del sol significa que tenemos que revisar nuestras estimaciones de cuánta masa están perdiendo estas estrellas masivas . “

Las estimaciones actualizadas de la masa y la distancia del agujero negro también ayudaron a revelar que el objeto gira muy cerca de la velocidad de la luz, “más rápido que cualquier otro agujero negro encontrado hasta la fecha”, dijo el coautor del estudio Xueshan Zhao de la Academia China de Ciencias en Beijing, dijo en un comunicado.

E incluso agujeros negros de masa estelar más grandes pueden estar esperando la atención de los científicos. “Es poco probable que Cygnus X-1 sea el agujero negro de masa estelar más masivo que se puede producir”, dijo Miller-Jones. “La pregunta es ¿podemos identificarlos y con qué precisión podemos medir sus masas?”

Los científicos detallaron sus hallazgos en línea el 18 de febrero en la revista Science. Otros dos artículos que se centran en diferentes aspectos de este trabajo también aparecieron el 18 de febrero en The Astrophysical Journal.

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