El agujero negro recién detectado es miembro del sistema binario VFTS 243, situado en la famosa nebulosa de la Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes.

Esta impresión artística muestra el aspecto que podría tener el sistema binario VFTS 243 si lo observáramos de cerca. El sistema, que se encuentra en la nebulosa de la Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes, está compuesto por una estrella azul y caliente con una masa 25 veces superior a la del Sol y un agujero negro, cuya masa es al menos nueve veces superior a la del Sol. Los tamaños de los dos componentes binarios no están a escala: en realidad, la estrella azul es unas 200.000 veces mayor que el agujero negro. Crédito de la imagen: ESO / L. Calçada.

Esta impresión artística muestra el aspecto que podría tener el sistema binario VFTS 243 si lo observáramos de cerca. El sistema, que se encuentra en la nebulosa de la Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes, está compuesto por una estrella azul y caliente con una masa 25 veces superior a la del Sol y un agujero negro, cuya masa es al menos nueve veces superior a la del Sol. Los tamaños de los dos componentes binarios no están a escala: en realidad, la estrella azul es unas 200.000 veces mayor que el agujero negro. Crédito de la imagen: ESO / L. Calçada.

Los agujeros negros de masa estelar se forman cuando las estrellas masivas llegan al final de su vida y colapsan bajo su propia gravedad.

En un sistema binario, este proceso deja tras de sí un agujero negro en órbita con una luminosa estrella compañera.

El agujero negro está «inactivo» si no emite altos niveles de radiación de rayos X, que es la forma en que suelen detectarse estos agujeros negros.

«Por primera vez, nuestro equipo se reunió para informar sobre el descubrimiento de un agujero negro, en lugar de rechazar uno», dijo el Dr. Tomer Shenar, astrónomo de la Universidad de Amsterdam.

«Descubrimos que la estrella que dio origen al agujero negro se desvaneció sin ninguna señal de una potente explosión».

«Aunque se han propuesto otros candidatos a agujero negro similares, éste es el primer agujero negro de masa estelar ‘inactivo’ que se detecta sin ambigüedad fuera de la Vía Láctea».

El agujero negro recién descubierto tiene al menos 9 veces la masa del Sol, y orbita alrededor de una estrella caliente y azul que pesa 25 veces la masa del Sol.

Conocido como VFTS 243, TIC 277299822 y 2MASS J05380840-6909190, este sistema binario se encuentra a unos 160.000 años luz de distancia en la constelación de Dorado.

Se encuentra dentro de la nebulosa de la Tarántula, la característica más espectacular de la Gran Nube de Magallanes, una pequeña galaxia satélite de la Vía Láctea.

El descubrimiento se realizó gracias a seis años de observaciones obtenidas con el instrumento Fibre Large Array Multi Element Spectrograph (FLAMES) en el Very Large Telescope de ESO.

«Es increíble que apenas conozcamos la existencia de agujeros negros inactivos, teniendo en cuenta lo comunes que los astrónomos creen que son», dijo el Dr. Pablo Marchant, astrónomo de la KU Leuven.

«Llevamos más de dos años buscando este tipo de sistemas binarios de agujeros negros», añadió la Dra. Julia Bodensteiner, astrónoma de ESO.

«Me emocioné mucho cuando me enteré de la existencia de VFTS 243, que en mi opinión es el candidato más convincente del que se ha informado hasta la fecha».

El descubrimiento también permite a los astrónomos una visión única de los procesos que acompañan a la formación de los agujeros negros.

«Creemos que un agujero negro de masa estelar se forma al colapsar el núcleo de una estrella masiva moribunda, pero sigue siendo incierto si esto va acompañado o no de una potente explosión de supernova», dijo el Dr. Shenar.

«La estrella que formó el agujero negro en VFTS 243 parece haber colapsado por completo, sin signos de una explosión previa».

«Recientemente han surgido pruebas de este escenario de «colapso directo», pero nuestro estudio proporciona posiblemente una de las indicaciones más directas».

«Esto tiene enormes implicaciones para el origen de las fusiones de agujeros negros en el cosmos».

El trabajo del equipo se publica hoy en la revista Nature Astronomy.

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Tomer Shenar y otros. 2022. Un agujero negro silencioso de rayos X nacido con una patada insignificante en una binaria masiva de la Gran Nube de Magallanes. Naturaleza Astronomía, en prensa; doi: 10.1038/s41550-022-01730-y

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