30 de octubre de 2007

Agujero negro masivo destroza el record

Imagen: A. Simonnet/Sonoma S.U./NASA

Usando dos satélites de la NASA, los astrónomos han descubierto un agujero negro que batió un record anunciado dos semanas atrás. El nuevo agujero negro, con una masa entre 24 y 33 masas solares, es el agujero negro más pesado conocido que orbita otra estrella.

El rompe-record pertenece a la categoría de agujeros negros con "masa estelar". Formados por la muerte de estrellas masivas, son más pequeños que los agujeros negros monstruosos encontrados en los núcleos galácticos. El anterior poseedor del record de mayor agujero negro estelar es un agujero negro de 16 masas solares en la galaxia M33, que fue anunciado el 17 de octubre de 2007.

"No esperábamos encontrar agujeros negros de masa estelar tan masivos", dijo Andrea Prestwich de Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano en Cambridge, Mass., autora principal del artículo del descubrimiento en el número del 1 de noviembre de 2007 del Astrphysical Journal Letters. "Ahora sabemos que los agujeros negros que se forman de la muerte de estrellas pueden ser mucho más grandes de lo que imaginábamos".

El agujero negro está ubicado en la galaxia enana vecina IC 10, a 1,8 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de Cassiopeia. El equipo de Prestwich pudo medir la masa del agujero negro porque tiene una compañera de órbita: una estrella caliente y muy evolucionada. La estrella está emitiendo gas en la forma de viento. Algo de este material cae en espiral hacia el agujero negro, se calienta y emite potentes rayos X antes de cruzar el punto sin retorno.

En noviembre de 2006, Prestwich y sus colegas observaron la galaxia enana con el Observatorio Chandra de la NASA. El grupo descubrió que la fuente más potente de rayos X de la galaxia, IC 10 X-1, exhibía cambios agudos en el brillo en rayos X. Tal comportamiento sugiere a una estrella pasando periódicamente en frente de un agujero negro compañero y bloqueando los rayos X, creando un eclipse. A fines de noviembre, el satélite Swift de la NASA confirmó los eclipses y reveló detalles acerca de la órbita de la estrella. La estrella en IC 10 X-1 parece orbitar en un plano que yace casi de canto a la línea de visión de la Tierra, por lo tanto una simple aplicación de las leyes de Kepler muestra que el agujero negro compañero tiene una masa de, al menos, 24 masas solares.

Aún hay alguna incertidumbre en las estimaciones de la masa del agujero negro, pero Prestwich aclara, "observaciones ópticas futuras proveerán un chequeo final. Cualquier refinamiento en las medidas de IC 10 X-1 tenderán a incrementar la masa del agujero negro, en lugar de reducirla".

La gran masa del agujero negro es sorprendente porque las estrellas masivas generan vientos poderosos que expulsan muchas masas solares de gas antes de explotar. Los cálculos sugieren que las estrellas masivas en nuestra galaxia dejan agujeros negros no mayores de 15 masas solares.

El agujero negro IC 10 X-1 ha ganado masa desde su nacimiento tomando gas de su estrella compañera, pero el ritmo es tan lento que el agujero negro no pudo haber ganado más de 1 ó 2 masas solares. "Este agujero negro nació gordo, no engordó después", dijo el astrofísico Richard Mushotzky del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Md, quien no es miembro del equipo que lo descubrió.

La estrella progenitora probablemente comenzó con 60 ó más masas solares. Como su galaxia huésped, probablemente era deficiente en elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. En estrellas masivas y luminosas con una gran fracción de elementos pesados, los electrones extra de los elementos como el carbono y el oxígeno "sienten" la presión hacia afuera de la luz y son más susceptibles a ser expulsados en los vientos estelares. Pero con su pequeña fracción de elementos pesados, la progenitora de IC 10 X-1 expulsó comparativamente poca masa antes de explotar, por lo tanto pudo dejar un agujero negro más pesado.

Las estrellas masivas de nuestra galaxia hoy, probablemente, no están produciendo agujeros negros de masa estelar muy pesados como éste", dijo el coautor Roy Kilgard de la Universidad de Wesleyan en Middletown, Conn. "Pero podrían haber millones de agujeros negros de masa estelar pesados vagando por ahí que fueron producidos anteriormente en la historia de la Vía Láctea, antes que tuvieran la posibilidad de crear elementos pesados".

(lt)

Más información en:
http://www.cfa.harvard.edu/