Descubierto el agujero negro estelar más grande hasta la fecha en nuestra galaxia

Los agujeros negros generalmente vienen en dos tamaños: grandes y realmente grandes. Como son tan densos, se miden en términos de masa en lugar de tamaño, y los astrónomos llaman a estos dos grupos de agujeros negros de masa estelar (equivalentes a la masa del sol) y agujeros negros supermasivos. Por qué apenas hay agujeros negros de masa intermedia es una cuestión constante en la investigación astronómica, y los agujeros negros de masa estelar más masivos conocidos en nuestra galaxia tienden a tener hasta 20 veces la masa del sol. Sin embargo, recientemente los astrónomos han descubierto un agujero negro de masa estelar mucho más grande que pesa 33 veces la masa del sol.

Este nuevo descubrimiento no sólo es el agujero negro estelar más masivo descubierto en nuestra galaxia hasta la fecha, sino que también está sorprendentemente cerca de nosotros. Situado a sólo 2.000 años luz de distancia, es uno de los agujeros negros conocidos más cercanos a la Tierra.

"Nadie esperaba encontrar un agujero negro de gran masa acechando cerca, sin haber sido detectado hasta ahora", dijo en un comunicado el investigador principal Pasquale Panuzzo del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) en el Observatorio de París (PSL, Francia). "Éste es el tipo de descubrimiento que se hace una vez en la vida investigadora".

Los astrónomos han encontrado el agujero negro estelar más masivo de nuestra galaxia, gracias al movimiento oscilante que induce en una estrella compañera. Esta impresión artística muestra las órbitas de la estrella y del agujero negro, denominado Gaia BH3, alrededor de su centro de masa común. Esta oscilación se midió durante varios años con la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea. Datos adicionales de otros telescopios, incluido el Very Large Telescope de ESO en Chile, confirmaron que la masa de este agujero negro es 33 veces la de nuestro Sol. La composición química de la estrella compañera sugiere que el agujero negro se formó después del colapso de una estrella masiva con muy pocos elementos pesados, o metales, como predice la teoría.
Los astrónomos han encontrado el agujero negro estelar más masivo de nuestra galaxia, gracias al movimiento oscilante que induce en una estrella compañera. Esta impresión artística muestra las órbitas de la estrella y del agujero negro, denominado Gaia BH3, alrededor de su centro de masa común. Esta oscilación se midió durante varios años con la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea. ESO/L. Calzada/Space Engine (spaceengine.org)

El monstruoso agujero negro fue descubierto utilizando datos de Gaia, un telescopio espacial que está recopilando enormes cantidades de datos para construir un mapa 3D de la Vía Láctea. Los astrónomos pudieron detectar el agujero negro aunque no pudieron verlo directamente porque forma parte de un par binario y crea un movimiento oscilante en la órbita de su estrella compañera.

Para comprobar sus resultados, el equipo utilizó más datos de telescopios terrestres como el Very Large Telescope, que tiene un instrumento espectrógrafo que utilizaron para estudiar la estrella compañera.

Cuando dos estrellas forman una binaria estelar, tienden a estar formadas por material similar. Entonces, al estudiar la composición de la estrella compañera, los investigadores pudieron aprender qué tipo de estrella estaba presente antes de que llegara al final de su vida y colapsara para convertirse en el agujero negro. Descubrieron que tiene un bajo contenido de elementos pesados, a los que los astrónomos llaman metales, y coincide con los hallazgos de otros agujeros negros estelares masivos que se han detectado en otras galaxias.

Aunque los datos de Gaia tradicionalmente se publican en grandes lotes cada pocos años, con la próxima publicación de datos programada para 2025, los investigadores optaron por compartir estos datos temprano para brindar a otros grupos la oportunidad de estudiar este agujero negro masivo y cercano. La esperanza es que pueda estudiarse con más profundidad mediante herramientas como el Very Large Telescope para aprender más sobre si el agujero negro se está alimentando activamente de materia de su entorno.

La investigación se publicará en la revista Astronomy & Astrophysics .