La impresión de un artista del sistema Cygnus X-1. Un agujero negro de masa estelar orbita con una estrella compañera ubicada en 7, 200 años luz de la Tierra. Crédito:Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía.
Nuevas observaciones del primer agujero negro jamás detectado han llevado a los astrónomos a cuestionar lo que saben sobre los objetos más misteriosos del Universo.
Publicado hoy en la revista Ciencias , La investigación muestra que el sistema conocido como Cygnus X-1 contiene el agujero negro de masa estelar más masivo jamás detectado sin el uso de ondas gravitacionales.
Cygnus X-1 es uno de los agujeros negros más cercanos a la Tierra. Fue descubierto en 1964 cuando se llevaron un par de contadores Geiger a bordo de un cohete suborbital lanzado desde Nuevo México.
El objeto fue el foco de una famosa apuesta científica entre los físicos Stephen Hawking y Kip Thorne, con Hawking apostando en 1974 a que no era un agujero negro. Hawking concedió la apuesta en 1990.
En este último trabajo, un equipo internacional de astrónomos utilizó el Very Long Baseline Array, un radiotelescopio del tamaño de un continente compuesto por 10 platos repartidos por los Estados Unidos, junto con una técnica inteligente para medir distancias en el espacio.
"Si podemos ver el mismo objeto desde diferentes ubicaciones, podemos calcular su distancia de nosotros midiendo qué tan lejos parece moverse el objeto en relación con el fondo, "dijo el investigador principal, El profesor James Miller-Jones de la Universidad de Curtin y el Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía (ICRAR).
"Si extiende el dedo frente a los ojos y lo ve con un ojo a la vez, notará que su dedo parece saltar de un lugar a otro. Es exactamente el mismo principio ".
"Durante seis días observamos una órbita completa del agujero negro y usamos observaciones tomadas del mismo sistema con el mismo conjunto de telescopios en 2011, "El profesor Miller-Jones dijo." Este método y nuestras nuevas mediciones muestran que el sistema está más lejos de lo que se pensaba anteriormente, con un agujero negro que es significativamente más masivo ".
El coautor, el profesor Ilya Mandel de la Universidad de Monash y el Centro de Excelencia ARC en el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav), dijo que el agujero negro es tan masivo que en realidad desafía cómo los astrónomos pensaban que se formaban.
"Las estrellas pierden masa en el entorno que las rodea a través de los vientos estelares que se alejan de su superficie. Pero para hacer un agujero negro tan pesado, necesitamos reducir la cantidad de masa que las estrellas brillantes pierden durante su vida ", dijo.
"El agujero negro en el sistema Cygnus X-1 comenzó su vida como una estrella aproximadamente 60 veces la masa del Sol y colapsó hace decenas de miles de años. ", dijo." Increíblemente, está orbitando a su estrella compañera, una supergigante, cada cinco días y medio a solo una quinta parte de la distancia entre la Tierra y el Sol.
"Estas nuevas observaciones nos dicen que el agujero negro tiene más de 20 veces la masa de nuestro Sol, un aumento del 50 por ciento en las estimaciones anteriores".
Los astrónomos observaron el sistema Cygnus X-1 desde diferentes ángulos usando la órbita de la Tierra alrededor del Sol para medir el movimiento percibido del sistema contra las estrellas de fondo. Esto les permitió refinar la distancia al sistema y, por lo tanto, la masa del agujero negro. Crédito:Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía.
Xueshan Zhao es coautor del artículo y Ph.D. candidato que estudia en los Observatorios Astronómicos Nacionales, parte de la Academia China de Ciencias (NAOC) en Beijing.
"Utilizando las medidas actualizadas para la masa del agujero negro y su distancia de la Tierra, Pude confirmar que Cygnus X-1 gira increíblemente rápido, muy cerca de la velocidad de la luz y más rápido que cualquier otro agujero negro encontrado hasta la fecha. " ella dijo.
"Estoy al comienzo de mi carrera investigadora, por lo que ser parte de un equipo internacional y ayudar a refinar las propiedades del primer agujero negro descubierto ha sido una gran oportunidad ".
El próximo año, El radiotelescopio más grande del mundo, el Square Kilometer Array (SKA), comenzará la construcción en Australia y Sudáfrica.
"Estudiar los agujeros negros es como arrojar luz sobre el secreto mejor guardado del Universo:es un área de investigación desafiante pero emocionante, "Dijo el profesor Miller-Jones.
"A medida que la próxima generación de telescopios esté en línea, su sensibilidad mejorada revela el Universo con cada vez más detalle, aprovechando décadas de esfuerzo invertido por científicos y equipos de investigación de todo el mundo para comprender mejor el cosmos y los objetos exóticos y extremos que existen.
"Es un gran momento para ser astrónomo".
