El sistema del «agujero negro más cercano» no contiene agujeros negros

En 2020, un equipo dirigido por astrónomos del Observatorio Europeo Austral (ESO) informó sobre el agujero negro más cercano a la Tierra, ubicado a solo 1000 años luz de distancia en el sistema HR 6819. Pero los resultados de su estudio han sido cuestionados por otros investigadores, incluido un equipo internacional con sede en KU Leuven, Bélgica. En un artículo publicado hoy, estos dos equipos se han unido para informar que, de hecho, no hay un agujero negro en HR 6819, sino que es un sistema de dos estrellas «vampiro» en una etapa rara y fugaz de su evolución.

los estudio original sobre HR 6819 atrajo la atención de la prensa y los científicos. Thomas Rivinius, astrónomo de ESO con base en Chile y autor principal de este artículo, no se sorprendió por la recepción que la comunidad astronómica le dio al descubrimiento del agujero negro. «Eso no solo es normal, sino que los resultados deberían ser examinados», dice, «y un resultado que recibe aún más titulares».

Rivinius y sus colegas estaban convencidos de que la mejor explicación para los datos que tenían, obtenidos con el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros, era que HR 6819 era un sistema triple, con una estrella orbitando un agujero negro cada 40 días y un segundo estrella en una órbita mucho más amplia. Pero un estudio dirigido por Julia Bodensteiner, entonces estudiante de doctorado. estudiante en KU Leuven, Bélgica, ofrecer otra explicación para los mismos datos: HR 6819 también podría ser un sistema con solo dos estrellas en una órbita de 40 días y ningún agujero negro. Este escenario alternativo requeriría que una de las estrellas fuera «despojada», lo que significa que en algún momento anterior había perdido gran parte de su masa frente a la otra estrella.

«Habíamos llegado al límite de los datos existentes, por lo que tuvimos que recurrir a una estrategia de observación diferente para decidir entre los dos escenarios propuestos por los dos equipos», explica Abigail Frost, investigadora de KU Leuven, que dirigió el nuevo estudio publicado hoy. en Astronomía y Astrofísica.

Para resolver el misterio, los dos equipos trabajaron juntos para obtener datos nuevos y más precisos sobre HR 6819 usando el Very Large Telescope (VLT) y el Very Large Telescope Interferometer (VLTI) de ESO. “El VLTI fue la única instalación que nos proporcionó los datos decisivos que necesitábamos para distinguir entre las dos explicaciones”, dice Dietrich Baade, autor del estudio original HR 6819 y del nuevo. Astronomía y Astrofísica papel. Dado que no tenía sentido pedir la misma observación dos veces, los dos equipos unieron sus fuerzas, lo que les permitió aunar sus recursos y conocimientos para encontrar la verdadera naturaleza de este sistema.

“Los escenarios que buscábamos eran bastante claros, muy diferentes y fáciles de distinguir con el instrumento adecuado”, dice Rivinius. «Estuvimos de acuerdo en que había dos fuentes de luz en el sistema, por lo que la pregunta era si orbitan cerca, como en el escenario de la estrella desnuda, o si están muy separados, como en el escenario del agujero negro».

Para distinguir entre las dos propuestas, los astrónomos utilizaron tanto el instrumento GRAVITY del VLTI como el instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) del VLT de ESO.

“MUSE confirmó que no había ningún compañero brillante en una órbita más amplia, mientras que la alta resolución espacial de GRAVITY pudo resolver dos fuentes de luz separadas por solo un tercio de la distancia entre la Tierra y el Sol”, dice Frost. «Estos datos demostraron ser la pieza final del rompecabezas y nos permitieron concluir que HR 6819 es un sistema binario sin un agujero negro.

«Nuestra mejor interpretación hasta ahora es que capturamos este sistema binario poco después de que una de las estrellas absorbiera la atmósfera de su estrella compañera. Este es un fenómeno común en sistemas binarios cerrados, a veces denominado ‘vampirismo estelar‘ en la prensa», dice Bodensteiner, ahora miembro de ESO en Alemania y autor del nuevo estudio. «Mientras la estrella donante fue despojada de parte de su material, la estrella receptora comenzó a girar más rápido».

“Atrapar una fase posterior a la interacción es extremadamente difícil porque es muy breve”, agrega Frost. «Esto hace que nuestros hallazgos para HR 6819 sean muy emocionantes, ya que presentan un candidato perfecto para estudiar cómo este vampirismo afecta la evolución de las estrellas masivas y, a su vez, la formación de sus fenómenos asociados, incluidas las ondas gravitacionales y las violentas explosiones de supernova».

El equipo conjunto Lovaina-ESO recién formado ahora planea monitorear HR 6819 más de cerca usando el instrumento GRAVITY del VLTI. Los investigadores realizarán un estudio conjunto del sistema a lo largo del tiempo para comprender mejor su evolución, restringir sus propiedades y utilizar este conocimiento para aprender más sobre otros sistemas binarios.

En cuanto a la búsqueda de agujeros negros, el equipo se mantiene optimista. «Los agujeros negros de masa estelar siguen siendo muy esquivos debido a su naturaleza», dice Rivinius. “Pero las estimaciones de orden de magnitud sugieren que hay decenas a cientos de millones de agujeros negros solo en la Vía Láctea”, añade Baade. Es solo cuestión de tiempo antes de que los astrónomos los descubran.

Esta investigación se presentó en el artículo «HR 6819 es un sistema binario libre de agujeros negros: revisando la fuente con interferometría infrarroja y Espectroscopía Óptica de Campo Integral» para aparecer en Astronomía y Astrofísica.