Astrofísica - Primera “descripción completa” de un agujero negro

Por primera vez, los astrónomos han producido una descripción completa de un agujero negro, una concentración de masa tan densa que ni siquiera la luz puede escapar a su potente tirón gravitatorio. Sus precisas medidas les han permitido reconstruir la historia del objeto desde su nacimiento, hace unos seis millones de años.

Usando varios telescopios, tanto terrestres como en órbita, los científicos desvelaron antiguos misterios sobre el objeto conocido como Cygnus X-1, un famoso sistema estelar binario, descubierto hace casi medio siglo, por emitir con fuerza rayos-X.  El sistema consiste en un agujero negro y una estrella compañera a partir de la cual el agujero negro obtiene material. Los esfuerzos de los científicos arrojaron las medidas más precisas jamás realizadas de la masa y tasa de giro del agujero negro.

Agujero Negro

“Dado que no puede escapar ninguna otra información del agujero negro, saber su masa, espín y carga eléctrica nos da una descripción completa del mismo”, dice Mark Reid, del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA). “La carga de este agujero negro es casi cero, por lo que medir su masa y espín hace que nuestra descripción sea más completa”, añade.

Aunque Cygnus-X1 se ha estudiado profusamente desde su descubrimiento, los anteriores intentos de medir su masa y espín sufrieron la carencia de medidas precisas de su distancia a la Tierra. Reid dirigió un equipo que usó el VLBA de la Fundación Nacional de Ciencia, un sistema de radiotelescopios que abarca todo un continente, para hacer medidas directas trigonométricas de la distancia. Sus observaciones con el VLBA proporcionaron una distancia de 6070 años luz, mientras que las estimaciones anteriores habían variado entre los 5800 y los 7800 años luz.

Armados con la nueva medida precisa de la distancia, los científicos usaron el Observatorio de Rayos-X Chandra, el Explorador Sincrónico de Rayos-X Rossi y el Satélite Avanzado para Cosmología y Astrofísica, además de observaciones con luz visible realizadas a lo largo de más de dos décadas, para calcular que el agujero negro de Cygnus X-1 es casi 15 veces más masivo que nuestro Sol, y gira más de 800 veces por segundo.

“Esta nueva información nos da sólidas pistas sobre cómo nació el agujero negro, lo que pesaba y lo rápidamente que giraba. “Obtener una buena medida de la distancia fue crucial”, añadió Reid.

“Ahora sabemos que Cygnus X-1 es uno de los agujeros negros estelares más masivos de la Vía Láctea”, dice Jerry Orosz, de la Universidad Estatal de San Diego. “Gira tan rápido como el más veloz que hayamos visto”, añade.

Además de medir la distancia, las observaciones del VLBA, realizadas durante 2009 y 2010, también midieron el movimiento de Cygnus X-1 a través de nuestra galaxia. Este movimiento, dicen los científicos, es demasiado lento para que el agujero negro haya sido producido por una explosión de supernova. Tal explosión habría dado al objeto un “impulso” para alcanzar  una velocidad mucho mayor.

“Hay sugerencias de que este agujero negro podría haberse formado sin una explosión de supernova, y nuestros resultados apoyan esas sugerencias”, comenta Reid.

Reid, Orosz, y Lijun Gou, también de CfA, fueron los autores principales de los tres artículos sobre Cygnus X-1 publicados enAstrophysical Journal Letters.

Fuente: Ciencia Kajina - NRAO