2 de marzo de 2022
En 2020, un equipo dirigido por astrónomos del Observatorio Europeo Austral (ESO) informó sobre el agujero negro más cercano a la Tierra, ubicado a solo 1000 años luz de distancia en el sistema HR 6819. Pero los resultados de su estudio fueron cuestionados por otros investigadores, incluido un equipo internacional con sede en KU Leuven, Bélgica. En un artículo publicado hoy, estos dos equipos se han unido para informar que, de hecho, no hay un agujero negro en HR 6819, sino que es un sistema de dos estrellas "vampiro" en una etapa rara y de corta duración de su evolución.
El estudio original sobre HR 6819 recibió una atención significativa tanto de la prensa como de los científicos. Thomas Rivinius, astrónomo de ESO con sede en Chile y autor principal de ese artículo, no se sorprendió por la recepción de la comunidad astronómica a su descubrimiento del agujero negro. “ No solo es normal, sino que debería ser que se analicen los resultados ”, dice, “ y un resultado que hace que los titulares lo sean aún más. ”
Rivinius y sus colegas estaban convencidos de que la mejor explicación para los datos que tenían, obtenidos con el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros , era que HR 6819 era un sistema triple, con una estrella orbitando un agujero negro cada 40 días y una segunda estrella en una órbita mucho más amplia. Pero un estudio dirigido por Julia Bodensteiner, entonces estudiante de doctorado en KU Leuven, Bélgica, propuso una explicación diferente para los mismos datos: HR 6819 también podría ser un sistema con solo dos estrellas en una órbita de 40 días y ningún agujero negro. . Este escenario alternativo requeriría que una de las estrellas fuera "despojada", lo que significa que, en un momento anterior, había perdido una gran fracción de su masa frente a la otra estrella.
“ Habíamos llegado al límite de los datos existentes, por lo que tuvimos que recurrir a una estrategia de observación diferente para decidir entre los dos escenarios propuestos por los dos equipos ”, dice Abigail Frost , investigadora de KU Leuven , quien dirigió el nuevo estudio publicado hoy en Astronomy . & Astrofísica .
Para resolver el misterio, los dos equipos trabajaron juntos para obtener datos nuevos y más nítidos de HR 6819 usando el Very Large Telescope ( VLT ) y el Very Large Telescope Interferometer ( VLTI ) de ESO. " El VLTI era la única instalación que nos daría los datos decisivos que necesitábamos para distinguir entre las dos explicaciones ", dice Dietrich Baade, autor tanto del estudio original HR 6819 como del nuevo artículo sobre Astronomía y Astrofísica . Dado que no tenía sentido pedir la misma observación dos veces, los dos equipos unieron fuerzas, lo que les permitió aunar sus recursos y conocimientos para encontrar la verdadera naturaleza de este sistema.
“ Los escenarios que buscábamos eran bastante claros, muy diferentes y fácilmente distinguibles con el instrumento adecuado ”, dice Rivinius. “ Estuvimos de acuerdo en que había dos fuentes de luz en el sistema, por lo que la pregunta era si se orbitan de cerca, como en el escenario de la estrella despojada, o si están muy separados, como en el escenario del agujero negro ”.
Para distinguir entre las dos propuestas, los astrónomos utilizaron tanto el instrumento GRAVITY del VLTI como el instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer ( MUSE ) del VLT de ESO.
“ MUSE confirmó que no había ningún compañero brillante en una órbita más amplia, mientras que la alta resolución espacial de GRAVITY pudo resolver dos fuentes brillantes separadas por solo un tercio de la distancia entre la Tierra y el Sol ”, dice Frost. “ Estos datos demostraron ser la pieza final del rompecabezas y nos permitieron concluir que HR 6819 es un sistema binario sin agujero negro ”.
“ Nuestra mejor interpretación hasta ahora es que captamos este sistema binario en un momento poco después de que una de las estrellas absorbiera la atmósfera de su estrella compañera. Este es un fenómeno común en los sistemas binarios cercanos, a veces denominado “ vampirismo estelar ” en la prensa ”, explica Bodensteiner, ahora miembro de ESO en Alemania y autor del nuevo estudio. “ Mientras que la estrella donante fue despojada de parte de su material, la estrella receptora comenzó a girar más rápidamente ”.
" Atrapar una fase posterior a la interacción es extremadamente difícil porque es muy corta ", agrega Frost. " Esto hace que nuestros hallazgos para HR 6819 sean muy emocionantes, ya que presenta un candidato perfecto para estudiar cómo este vampirismo afecta la evolución de las estrellas masivas y, a su vez, la formación de sus fenómenos asociados, incluidas las ondas gravitacionales y las violentas explosiones de supernova " .
El equipo conjunto recién formado Lovaina-ESO ahora planea monitorear HR 6819 más de cerca utilizando el instrumento GRAVITY del VLTI. Los investigadores realizarán un estudio conjunto del sistema a lo largo del tiempo para comprender mejor su evolución, restringir sus propiedades y utilizar ese conocimiento para aprender más sobre otros sistemas binarios.
En cuanto a la búsqueda de agujeros negros, el equipo se mantiene optimista. “ Los agujeros negros de masa estelar siguen siendo muy esquivos debido a su naturaleza ”, dice Rivinius. “ Pero las estimaciones del orden de magnitud sugieren que hay decenas o cientos de millones de agujeros negros solo en la Vía Láctea ”, agrega Baade. Es solo cuestión de tiempo hasta que los astrónomos los descubran.
Más información
Esta investigación se presentó en el artículo "HR 6819 es un sistema binario sin agujero negro: revisando la fuente con interferometría infrarroja y espectroscopia de campo integral óptico" (DOI: 10.1051/0004-6361/202143004 ) para aparecer en Astronomy & Astrophysics .
Ha recibido financiación del Consejo Europeo de Investigación (ERC) en el marco del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea (acuerdo de subvención número 772225: MULTIPLES; PI: Hugues Sana).
El equipo está compuesto por AJ Frost (Instituto de Astronomía, KU Leuven, Bélgica [KU Leuven]), J. Bodensteiner (Observatorio Europeo Austral, Garching, Alemania [ESO]), Th. Rivinius (Observatorio Europeo Austral, Santiago, Chile [ESO Chile]), D. Baade (ESO), A. Mérand (ESO), F. Selman (ESO Chile), M. Abdul-Masih (ESO Chile), G. Banyard (KU Leuven), E. Bordier (KU Leuven, ESO Chile), K. Dsilva (KU Leuven), C. Hawcroft (KU Leuven), L. Mahy (Observatorio Real de Bélgica, Bruselas, Bélgica), M. Reggiani ( KU Leuven), T. Shenar (Instituto de Astronomía Anton Pannekoek, Universidad de Ámsterdam, Países Bajos), M. Cabezas (Instituto Astronómico, Academia de Ciencias de la República Checa, Praga, República Checa [ASCR]), P. Hadrava ( ASCR), M. Heida (ESO), R. Klement (The CHARA Array of Georgia State University, Mount Wilson Observatory, Mount Wilson,
El Observatorio Europeo Austral (ESO) permite a los científicos de todo el mundo descubrir los secretos del Universo en beneficio de todos. Diseñamos, construimos y operamos observatorios de clase mundial en tierra, que los astrónomos utilizan para abordar preguntas interesantes y difundir la fascinación de la astronomía, y promovemos la colaboración internacional en astronomía. Establecido como una organización intergubernamental en 1962, hoy ESO cuenta con el apoyo de 16 Estados Miembros (Austria, Bélgica, República Checa, Dinamarca, Francia, Finlandia, Alemania, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, España, Suecia, Suiza y Reino Unido), junto con el estado anfitrión de Chile y con Australia como Socio Estratégico. La sede de ESO y su centro de visitantes y planetario, ESO Supernova, están ubicados cerca de Munich en Alemania, mientras que el desierto chileno de Atacama, un lugar maravilloso con condiciones únicas para observar el cielo, alberga nuestros telescopios. ESO opera tres sitios de observación: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope y su Very Large Telescope Interferometer, así como dos telescopios de sondeo, VISTA que trabaja en el infrarrojo y el VLT Survey Telescope de luz visible. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. Junto con socios internacionales, ESO opera APEX y ALMA en Chajnantor, dos instalaciones que observan los cielos en el rango milimétrico y submilimétrico. En Cerro Armazones, cerca de Paranal, estamos construyendo “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”, el Extremely Large Telescope de ESO. Desde nuestras oficinas en Santiago,
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