Los agujeros negros son una parte importante de cómo los astrofísicos le dan sentido al universo, tan importante que los científicos han estado tratando de construir un censo de todos los agujeros negros en la galaxia de la Vía Láctea.
Pero una nueva investigación muestra que su búsqueda podría haberse perdido una clase completa de agujeros negros que no sabían que existían.
En un estudio publicado hoy en la revista ciencia los astrónomos ofrecen una nueva forma de buscar agujeros negros y muestran que es posible que haya una clase de agujeros negros más pequeños que los agujeros negros más pequeños conocidos en el universo.
"Estamos mostrando esta pista de que hay otra población que todavía tenemos que investigar en la búsqueda de agujeros negros", dijo Todd Thompson, profesor de astronomía en la Universidad Estatal de Ohio y autor principal del estudio.
"La gente está tratando de entender las explosiones de supernovas, cómo explotan las estrellas negras supermasivas, cómo se formaron los elementos en estrellas supermasivas. Entonces, si pudiéramos revelar una nueva población de agujeros negros, nos diría más sobre qué estrellas explotan, cuáles no't, que forman agujeros negros, que forman estrellas de neutrones. Abre una nueva área de estudio ".
Imagine un censo de una ciudad que solo contaba personas de 5'9 "y más altas, e imagine que los encuestados ni siquiera sabían que existían personas de menos de 5'9". Los datos de ese censo serían incompletos, proporcionandouna imagen inexacta de la población. Eso es esencialmente lo que ha estado sucediendo en la búsqueda de agujeros negros, dijo Thompson.
Los astrónomos han estado buscando durante mucho tiempo agujeros negros, que tienen tirones gravitacionales tan feroces que nada, ni la materia ni la radiación puede escapar. Los agujeros negros se forman cuando algunas estrellas mueren, se contraen y explotan. Los astrónomos también han sidobuscando estrellas de neutrones: estrellas pequeñas y densas que se forman cuando algunas estrellas mueren y colapsan.
Ambos podrían contener información interesante sobre los elementos en la Tierra y sobre cómo las estrellas viven y mueren. Pero para descubrir esa información, los astrónomos primero tienen que averiguar dónde están los agujeros negros. Y para averiguar dónde están los agujeros negros,necesitan saber lo que están buscando.
Una pista: los agujeros negros a menudo existen en algo llamado sistema binario. Esto simplemente significa que dos estrellas están lo suficientemente cerca una de la otra como para estar unidas por la gravedad en una órbita mutua alrededor de la otra. Cuando una de esas estrellas muere, elotro puede permanecer, aún orbitando el espacio donde la estrella muerta, ahora un agujero negro o estrella de neutrones, una vez vivió, y donde se formó un agujero negro o estrella de neutrones.
Durante años, los agujeros negros que los científicos sabían tenían entre aproximadamente cinco y 15 veces la masa del sol. Las estrellas de neutrones conocidas generalmente no son más grandes que aproximadamente 2.1 veces la masa del sol, si estuvieran por encima de 2.5 vecesla masa del sol, colapsarían en un agujero negro.
Pero en el verano de 2017, una encuesta llamada LIGO, el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser, vio dos agujeros negros fusionándose en una galaxia a unos 1,8 millones de años luz de distancia. Uno de esos agujeros negros era aproximadamente 31 veces elmasa del sol; la otra unas 25 veces la masa del sol.
"Inmediatamente, todos pensaron 'guau', porque era algo espectacular", dijo Thompson. "No solo porque demostró que LIGO funcionaba, sino porque las masas eran enormes. Los agujeros negros de ese tamaño son un gran problema:- No los habíamos visto antes "
Thompson y otros astrofísicos habían sospechado durante mucho tiempo que los agujeros negros podrían tener tamaños fuera del rango conocido, y el descubrimiento de LIGO demostró que los agujeros negros podrían ser más grandes. Pero quedaba una ventana de tamaño entre las estrellas de neutrones más grandes y los agujeros negros más pequeños.
Thompson decidió ver si podía resolver ese misterio.
Él y otros científicos comenzaron a analizar los datos de APOGEE, el Experimento de Evolución Galáctica del Observatorio Apache Point, que recolectó espectros de luz de alrededor de 100,000 estrellas en la Vía Láctea. Los espectros, se dio cuenta Thompson, podrían mostrar si una estrella podría estar orbitando alrededor de otraobjeto: los cambios en los espectros, un cambio hacia longitudes de onda más azules, por ejemplo, seguido de un cambio hacia longitudes de onda más rojas, podrían mostrar que una estrella estaba orbitando a un compañero invisible.
Thompson comenzó a revisar los datos, buscando estrellas que mostraran ese cambio, lo que indica que podrían estar orbitando un agujero negro.
Luego, redujo los datos APOGEE a 200 estrellas que podrían ser más interesantes. Dio los datos a un investigador asociado de posgrado en el estado de Ohio, Tharindu Jayasinghe, que compiló miles de imágenes de cada sistema binario potencial de ASAS-SN, elEncuesta Automática All-Sky para Supernovas ASAS-SN ha encontrado unas 1,000 supernovas y se está quedando sin el estado de Ohio
Su análisis de datos encontró una estrella roja gigante que parecía estar orbitando algo, pero que, según sus cálculos, era probablemente mucho más pequeña que los agujeros negros conocidos en la Vía Láctea, pero mucho más grande que la mayoría de las estrellas de neutrones conocidas.
Después de más cálculos y datos adicionales del espectrógrafo Echelle Reflector Tillinghast y el satélite Gaia, se dieron cuenta de que habían encontrado un agujero negro de baja masa, probablemente unas 3,3 veces la masa del sol.
"Lo que hemos hecho aquí es encontrar una nueva forma de buscar agujeros negros, pero también hemos identificado potencialmente uno de los primeros de una nueva clase de agujeros negros de baja masa que los astrónomos no habían conocido previamentesobre ". Thompson dijo." Las masas nos cuentan sobre su formación y evolución, y nos cuentan sobre su naturaleza ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Ohio . Original escrito por Laura Arenschield. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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