Un agujero negro de masa estelar es un objeto compacto con una masa superior a tres masas solares. Es tan denso y tiene una fuerza de atracción tan poderosa que ni siquiera la luz puede escapar de él. No se pueden observar directamente, pero solo a través de efectos secundarios, por ejemplo, en el caso de un agujero negro alimentándose de una estrella compañera. En general, cuando la materia cae sobre un agujero negro, lo hace "silenciosamente" por medio de un disco de acreción. Sin embargo, hay periodos en que esta caída es violenta y estalla, produciendo un fuerte estallido de brillo de rayos X.

Los sistemas binarios compuestos por una estrella que dona masa a un agujero negro son laboratorios imprescindibles para la comprensión de los fenómenos físicos más extremos del universo, como el colapso de una estrella masiva en un agujero negro o una estrella de neutrones. Hasta ahora, Se han encontrado unos 60 candidatos para este tipo de agujero negro en la Vía Láctea mediante la detección de erupciones transitorias de rayos X, pero solo se han confirmado 17 de ellos. Esto se debe a las dificultades inherentes al estudio del movimiento de una estrella compañera alrededor de un agujero negro para inferir su masa y confirmar el tipo de objeto.

Los investigadores tienen un conocimiento limitado de la formación y la evolución de este tipo de objeto debido a la pequeña cantidad de binarios conocidos que contienen un agujero negro. Por lo tanto, es importante desarrollar nuevas estrategias para descubrir la población oculta de objetos que no se encuentran en una fase activa, y por lo tanto no emiten rayos X.

Los investigadores del IAC Jorge Casares, y Miguel A. Pérez Torres han probado una técnica novedosa que mide el brillo de estos pares binarios con una combinación de filtros centrados en la línea del hidrógeno H-alfa. Las medidas dan información sobre la intensidad y el ancho de esta línea, que se forma en el disco de acreción alrededor del agujero negro. En particular, el ancho de H-alfa se puede utilizar como indicador de la fuerza del campo gravitacional, por lo que se puede utilizar como diagnóstico de la presencia de un agujero negro. Esta técnica podría revelar de manera eficiente nuevos binarios de agujeros negros en una fase inactiva.

Para demostrar la utilidad de su técnica, observaron cuatro sistemas con agujeros negros confirmados utilizando un conjunto de filtros especiales en ACAM, un instrumento en el Telescopio William Herschel (WHT) de 4.2 metros del grupo de Telescopios Isaac Newton en el Observatorio Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma). Luego, los resultados se compararon con mediciones directas del ancho de la línea H-alfa obtenidas con el espectrógrafo ISIS en el Gran Telescopio de Canarias (GTC). El resultado mostró que es práctico medir el ancho de la línea H-alfa utilizando técnicas fotométricas, lo que abre la puerta a una detección más eficiente de agujeros negros inactivos en sistemas binarios.

Estiman que un análisis de unos 1000 grados cuadrados (10 por ciento) de la zona del plano galáctico con esta estrategia debería detectar al menos 50 nuevos objetos de este tipo, que es tres veces la población conocida actualmente. Esta búsqueda también podría producir un censo detallado de otras poblaciones galácticas, como las variables cataclísmicas de período corto, Binarios de rayos X que contienen estrellas de neutrones, y binarios ultracompactos con un período inferior a una hora.