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Un equipo de expertos internacionales conocidos por desacreditar los descubrimientos de agujeros negros ha encontrado un agujero negro de masa estelar inactivo en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia vecina de la Vía Láctea, según publican en la revista Nature Astronomy.
"Por primera vez, nuestro equipo se reunió para informar sobre el descubrimiento de un agujero negro, en lugar de rechazar uno", explica el director del estudio, Tomer Shenar, becario Marie-Curie de la Universidad de Ámsterdam (Países Bajos).
El equipo, en el que participa Kareem El-Badry, apodado por sus colegas astrónomos como el 'destructor de agujeros negros', del Centro de Astrofísica/Harvard y Smithsonian (CfA), en Estados Unidos, descubrió que la estrella que dio origen al agujero negro se desvaneció sin ninguna señal de una potente explosión.
"Hemos identificado una 'aguja en un pajar' --asegura Shenar--. Aunque se han propuesto otros candidatos a agujero negro similares, el equipo afirma que éste es el primer agujero negro de masa estelar "inactivo" que se detecta sin ambigüedad fuera de la Vía Láctea.
Los agujeros negros de masa estelar se forman cuando las estrellas masivas llegan al final de su vida y se colapsan bajo su propia gravedad. En una binaria, un sistema de dos estrellas que giran una alrededor de la otra, este proceso deja un agujero negro en órbita con una estrella luminosa compañera. El agujero negro está "inactivo" si no emite altos niveles de radiación de rayos X, que es la forma en que se suelen detectar estos agujeros negros.
El descubrimiento se realizó gracias a seis años de observaciones obtenidas con el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO).
"Es increíble que apenas conozcamos agujeros negros inactivos, teniendo en cuenta lo comunes que los astrónomos creen que son", admite el coautor Pablo Marchant, de la Universidad de Lovaina (KU Leuven), en Bélgica. El agujero negro recién descubierto tiene al menos nueve veces la masa del Sol y orbita alrededor de una estrella caliente y azul que pesa 25 veces la masa del Sol.
Los agujeros negros inactivos son especialmente difíciles de detectar, ya que no interactúan mucho con su entorno. "Llevamos más de dos años buscando este tipo de sistemas binarios de agujeros negros --explica la coautora Julia Bodensteiner, investigadora de ESO en Alemania--. Me emocioné mucho cuando oí hablar de VFTS 243, que en mi opinión es el candidato más convincente del que se ha informado hasta la fecha".
Para encontrar VFTS 243, la colaboración buscó cerca de mil estrellas masivas en la región de la nebulosa de la Tarántula de la Gran Nube de Magallanes, buscando aquellas que pudieran tener agujeros negros como compañeros. Identificar estos compañeros como agujeros negros es extremadamente difícil, ya que existen muchas posibilidades alternativas.
"Como investigador que ha desacreditado posibles agujeros negros en los últimos años, era extremadamente escéptico respecto a este descubrimiento", reconoce Shenar.
"Cuando Tomer me pidió que comprobara sus conclusiones, tuve mis dudas. Pero no pude encontrar una explicación plausible para los datos que no implicara un agujero negro", explica El-Badry.
El descubrimiento también permite al equipo una visión única de los procesos que acompañan a la formación de los agujeros negros. Los astrónomos creen 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.
"La estrella que formó el agujero negro en VFTS 243 parece haber colapsado por completo, sin signos de una explosión previa --explica Shenar--. 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", destaca.
El agujero negro de VFTS 243 se descubrió gracias a seis años de observaciones de la nebulosa de la Tarántula realizadas por el instrumento Fibre Large Array Multi Element Spectrograph (FLAMES) en el VLT de ESO. FLAMES permite a los astrónomos observar más de cien objetos a la vez, lo que supone un importante ahorro de tiempo del telescopio en comparación con el estudio de cada objeto uno por uno.
A pesar del apodo de 'policía de los agujeros negros', el equipo fomenta activamente el escrutinio, y espera que su trabajo permita descubrir otros agujeros negros de masa estelar que orbitan alrededor de estrellas masivas, de los que se predice que existen miles en la Vía Láctea y en las Nubes de Magallanes.
"Por supuesto, espero que otros expertos analicen detenidamente nuestro análisis e intenten elaborar modelos alternativos --afirma El-Badry--. Es un proyecto muy emocionante en el que participar".
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