17 de octubre de 2007

El agujero negro estelar más pesado descubierto en galaxia vecina

Imagen: NASA/CXC/CfA/P.Plucinsky et al.

Los astrónomos han ubicado un agujero negro excepcionalmente masivo en órbita alrededor de una enorme compañera estelar. El resultado tiene implicaciones intrigantes para la evolución y destino final de estrellas masivas.

El agujero negro es parte de un sistema binario en M33, una galaxia vecina aproximadamente a 3 millones de años luz de la Tierra. Combinando datos del observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el telescopio Gemini en Mauna Kea, Hawai, se determinó la masa del agujero negro, conocido como M33 X-7, en 15.7 masas solares. Esto hace a M33 X-7 el agujero negro estelar más masivo conocido. Un agujero negro estelar se forma del colapso del núcleo de una estrella masiva al final de su vida.

"Este descubrimiento genera todo tipo de preguntas acerca de cómo semejante agujero negro se pudo crear", dijo Jerome Orosz de la Universidad Estatal de San Diego, autor principal del artículo que aparece en el número del 18 de octubre de 2007 de la revista Nature.

M33 X-7 orbita a una estrella compañera que eclipsa al agujero negro cada tres días y medio. La estrella compañera también tiene una masa inusualmente grande, 70 veces las masa solar. Esto la hace la estrella compañera más masiva en un sistema binario conteniendo un agujero negro.

"Esta es una estrella enorme, que está asociada con un agujero negro enorme", dijo el coautor Jeffrey McClintock del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano en Cambridge, Massachussets. "Eventualmente, la compañera también será una supernova y luego tendremos un par de agujeros negros".

Las propiedades del sistema binario M33 X-7 - un agujero negro masivo en orbita cercana alrededor de una compañera estelar masiva - son difíciles de explicar usando modelos convencionales para la evolución de estrellas masivas. La estrella que originó el agujero negro debió tener una masa mayor que la compañera existente en función de haber formado un agujero negro antes ella.

Una estrella tan masiva debería haber tenido un radio mayor que la separación actual entre las estrellas, por lo tanto las estrellas debieron haberse acercado mientras compartían una atmósfera externa común. Este proceso típicamente resulta en la perdida de una gran cantidad de masa del sistema, tanta que la estrella original no podría haber podido formar un agujero negro de 15.7 masas solares.

La progenitora del agujero negro debió haber perdido gas a un ritmo 10 veces menor que el predicho por los modelos antes de explotar. Si estrellas aun más masivas también pierden muy poco material, eso podría explicar la supernova increíblemente luminosa vista recientemente SN 2006gy. Se piensa que la progenitora de SN 2006gy era cerca de 150 veces más masiva que el Sol cuando explotó.

"Las estrellas masivas pueden ser mucho menos extravagantes de lo que la gente piensa manteniendo mucho mas material sobre el final de sus vidas", dijo Orosz. "Esto puede tener un gran efecto en los agujeros negros que formen estas bombas de tiempo estelares".

El coautor Wolfgang Pietsch fue también el autor principal de un artículo en el Astrophysical Journal que usó observaciones del Chandra para reportar que M33 X-7 es el primer agujero negro observado en un sistema binario que produce eclipses. La naturaleza eclipsante permite estimaciones inusualmente precisas para la masa del agujero negro y su compañera.

"Por ser eclipsante y tener propiedades tan extremas, este agujero negro es una increíble plataforma de prueba para estudiar astrofísica", dijo Pietsch.

La duración del eclipse visto por Chandra da información acerca de la compañera. La escala del movimiento de la compañera, como se determinó de las observaciones del Gemini, da información acerca de la masa del agujero negro y su compañera.

(lt) (mg)

Más información en:
http://chandra.harvard.edu/