En 2020, los astrónomos descubrieron un sistema estelar inusual a solo 1000 años luz de la Tierra. Cependant, deux équipes différentes n’étaient pas d’accord sur la nature du système, qui a été surnommé HR 6819. Une équipe a fait valoir qu’il s’agissait d’un groupement trinaire avec deux étoiles en orbite autour d’un agujero negro. El otro equipo creía que las propiedades de HR 6819 también podrían explicarse por un sistema de dos estrellas sin un agujero negro.

Para resolver el problema, los dos grupos colaboraron para recopilar datos de observación adicionales. Resultado: HR 6819 es de hecho un sistema binario sin agujero negro, según un nuevo artículo publicado en la revista Astronomy and Astrophysics. Sin embargo, HR 6819 es una rareza: los astrónomos capturaron el sistema binario justo después de que una estrella despojara a su pareja de su atmósfera en un proceso conocido como «vampirismo estelar».

Como nosotros Previamente reportado, los científicos creen que hay muchos más agujeros negros en el Universo de los que hemos descubierto hasta la fecha, probablemente cientos de millones de ellos, dada la edad de nuestro Universo. Hemos descubierto tan pocos agujeros negros porque, en lugar de poder observarlos directamente, solo podemos inferir su presencia por su efecto en la materia circundante. Los efectos gravitatorios de un agujero negro pueden influir en las órbitas de las estrellas cercanas, por ejemplo, o la caída de materia puede formar un disco de acreción de gas caliente en rápida órbita alrededor del agujero negro, emitiendo potentes rayos X. La desafortunada estrella también vendrá cerca de un agujero negro y ser destrozado por sus problemas, los restos que caen también se aceleran y calientan para emitir rayos X al espacio.

Pero la mayoría de los agujeros negros en realidad son silenciosos y, por lo tanto, muy difíciles de detectar. Los astrónomos creían que el descubrimiento de HR 6819 en 2020 ofrecía pistas útiles sobre dónde podrían estar escondidos al menos algunos de los agujeros negros realmente oscuros.

Investigadores del Observatorio Espacial Europeo habían realizado un estudio de sistemas de estrellas dobles, y HR 6819 se incluyó como parte de su recopilación de datos de observación porque parecía ser un sistema de este tipo. Pero al examinar sus datos, los astrónomos encontraron evidencia de un tercer objeto inesperado en el sistema: un agujero negro que previamente había escapado a la detección.

En un sistema estelar trinario, dos de las estrellas se orbitan entre sí como un par binario, mientras que la tercera estrella orbita el par a una distancia mayor. Esto asegura que el sistema sea estable, porque si las órbitas interna y externa fueran del mismo tamaño, una de las estrellas eventualmente sería expulsada del sistema. En el caso de HR 6819, una de las dos estrellas visibles parecía orbitar un objeto invisible cada 40 días, mientras que la otra estrella visible orbitaba más lejos. Al estudiar la órbita de la estrella en el par interior, el equipo dedujo la presencia potencial del agujero negro y también calculó su masa probable.

Sin embargo, un segundo análisis de los datos publicado ese año por otros investigadores concluyeron que HR 6819 podría ser, de hecho, un sistema binario. Según el análisis, las dos estrellas tenían órbitas de 40 días y, después de todo, no había ningún agujero negro en el centro. En este caso, una de las estrellas habría perdido una gran parte de su masa frente a su pareja.

Para resolver el problema, los dos grupos decidieron trabajar juntos, recopilando nuevos datos de observación con el Very Large Telescope (VLT) y el Very Large Telescope Interferometer (VLTI) del Observatorio Espacial Europeo. “Estuvimos de acuerdo en que había dos fuentes de luz en el sistema”, dijo el coautor Thomas Rivinius, un astrónomo de ESO con sede en Chile. Formó parte del equipo que sugirió en 2020 que HR 6819 podría ser un sistema trinario con un agujero negro. «Entonces, la pregunta era si orbitan cerca, como en el escenario de la estrella despojada, o si están muy separados, como en el escenario del agujero negro».

Los datos mostraron que este era el caso: la resolución más alta del VLT reveló que las dos estrellas estaban separadas por solo un tercio de la distancia entre la Tierra y el Sol. No había ninguna estrella compañera brillante con una órbita más grande y ningún agujero negro.

«Nuestra mejor interpretación hasta ahora es que capturamos este sistema binario poco después de que una de las estrellas absorbiera la atmósfera de su estrella compañera, dijo la coautora Julia Bodensteiner, becaria de la ESO en Alemania. «Este es un fenómeno común en sistemas binarios cerrados, a veces denominado»vampirismo estelar‘ en la prensa. A medida que la estrella donante fue despojada de parte de su material, la estrella receptora comenzó a girar más rápido».

Un ejemplo de vampirismo estelar es un descubrimiento emocionante en sí mismo, ya que esta fase de evolución estelar es relativamente corta y, por lo tanto, muy difícil de detectar. El estudio adicional de HR 6819 podría arrojar luz sobre cómo el vampirismo estelar puede afectar la evolución de las estrellas masivas. Y aunque el agujero negro que falta es una decepción, Rivinius sigue confiando en que los astrónomos eventualmente descubrirán las decenas a cientos de millones de agujeros negros que sospechan que acechan en nuestra galaxia.

DOI: Astronomía y Astrofísica, 2022. 10.1051/0004-6361/202143004 (Acerca de los DOI).