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Esta estrella orbita locamente cerca de un agujero negro

2021

Harry y Sally. Tristán e Isolda. Chip y Dale. Dúos icónicos, cada uno de ellos. Pero no tienen nada en X9.

Ubicado en el denso cúmulo globular de estrellas conocido como 47 Tucanae, a unos 14.800 años luz de la Tierra, durante mucho tiempo se pensó que este sistema binario consistía en un par de estrellas: una estrella del tamaño de nuestro sol en órbita alrededor de un planeta de tamaño, enana blanca súper densa que absorbió lentamente la materia de la estrella más grande. Pero resulta que la estrella similar al sol es probablemente una enana blanca, y la presunta enana blanca es en realidad un agujero negro.

Esta es la primera vez que los científicos encuentran una estrella tan pequeña en este tipo de sistema binario con agujero negro. Y hay más: el enano azota el agujero negro una vez cada 28 minutos. Esa es la órbita más cercana que los científicos han observado en un agujero negro y un par de estrellas.

"Sospechamos que han sido así durante millones o miles de millones de años, dice Arash Bahramian de la Universidad de Alberta en Canadá y la Universidad Estatal de Michigan. Bahramian es el primer autor de un nuevo estudio sobre el sistema publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Sociedad ". Y nuestra comprensión actual es que el sistema es estable. Probablemente pueda permanecer así durante millones de años más ".

Pero si bien la enana blanca no parece estar en peligro de ser arrastrada por completo al agujero negro, o ser desgarrada a cierta distancia, está suministrando a su pareja una dieta constante de gas y polvo. Los astrónomos nunca han visto un agujero negro que se alimenta con éxito de una estrella tan pequeña, pero la órbita increíblemente apretada de X9 (el par probablemente esté aproximadamente 2.5 veces más lejos que la Tierra y la luna) hace posible este vampirismo.

Incluso si X9 no tuviera la distinción de ser el sistema binario más apretado y más enano blanco de su clase, Bahramian y sus colegas aún estarían encantados de encontrarlo: no es demasiado raro encontrar estrellas en órbita alrededor de negro agujeros, pero es muy raro encontrar tales pares en densos y viejos cúmulos de estrellas globulares como 47 Tucanae. Y toda la evidencia sugiere que muchas de estas interacciones deberían existir allí, o deberían haber existido en un punto. Los cúmulos deben estar llenos de agujeros negros formados por estrellas muertas masivas que explotan, y el tráfico estelar pesado debe generar muchas interacciones intrigantes en el vecindario.

"Aunque esperamos muchos de estos sistemas en cúmulos globulares, hemos encontrado un número sorprendentemente bajo de ellos, dice Bahramian". Hasta hace un par de años, este número era cero. Pensamos que quizás no quedaba nada para ver hoy ... que quizás los agujeros negros ganaron mucha velocidad debido a las interacciones con los grupos y fueron expulsados, que abandonaron los grupos rápidamente después de formarse. Pero entonces la evidencia sugiere que algunos deberían haber sobrevivido hasta hoy ".

En la última década más o menos, los astrónomos finalmente comenzaron a encontrar estos sistemas ... pero todavía han encontrado "un puñado según Bahramian". Y ahora este es uno de ellos ".

Estudiar sistemas como estos podría ayudar a los científicos a comprender la evolución de los agujeros negros, las estrellas y los cúmulos globulares. En este caso, Bahramian y sus colegas sospechan que X9 fue una vez, de hecho, lo que los astrónomos sospecharon durante mucho tiempo que era: un par de estrellas, la más pequeña de las cuales fue borrada por el agujero negro, dejando a la enana blanca. estrella en la última etapa de su vida en órbita alrededor de un compañero oscuro. También es posible que la estrella fuera una vez un gigante rojo (una estrella moribunda grande y caliente con gas, que eventualmente colapsará sobre sí misma y formará una enana blanca) que recibió un golpeteo del agujero negro. Su colisión podría haber permitido que el agujero negro despoje al gigante rojo de sus gases, enviándolo prematuramente a la etapa de enana blanca de su vida.

Teóricamente podríamos aprender más sobre este sistema utilizando ondas gravitacionales. Estas ondas en el espacio-tiempo son expulsadas en todas las direcciones por cada objeto en existencia, pero cosas masivas como los agujeros negros emiten señales que tenemos alguna esperanza de detectar. Debido a que las ondas gravitacionales no se degradan ni interactúan con la materia a medida que viajan, podríamos leer sobre objetos como agujeros negros que son demasiado pequeños, distantes y oscuros para ver por otros medios. Desafortunadamente, el único observatorio de ondas gravitacionales que funciona en el mundo no es lo suficientemente poderoso como para descubrir los secretos de X9. Pero los investigadores esperan que los observatorios de ondas gravitacionales planificadas para el futuro, los que operarán desde el espacio, puedan ayudarlos a estudiar el sistema con más detalle.

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