Agujero negro defiende su título de peso pesado

El agujero negro conocido más pesado producido por el colapso de una estrella reside a 1,8 millones de años luz de la Tierra en la galaxia enana IC 10 (Imagen: Adam Block/NOAO/AURA/NSF)

El agujero negro más pesado formado a partir del colapso de una única estrella pesa un total de 33 Soles – el doble que el récord anterior, según confirman nuevas medidas.

Los agujeros negros aparecen en un rango de tamaños, desde los “supermasivos” que pesan miles de millones de veces como el Sol a los objetos de “masa estelar” con unas pocas masas solares.

Estos agujeros negros de masa estelar se forma cuando muere una estrella masiva, enviando sus capas exteriores hacia fuera en una explosión de supernova y colapsando su núcleo en un agujero negro. Existen límites a cómo de masivos pueden llegar a ser, basándose en la masa y composición química de la estrella madre.

El anterior poseedor del récord es un agujero negro en la galaxia cercana de M33. Conocido como M33 X-7, se midió su masa en 16 veces la masa del Sol.

A finales de 2007, astrónomos liderados por Andrea Prestwich del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica en Cambridge, Estados Unidos, sugirieron que un agujero negro conocido como IC 10 X-1 sería incluso más pesado, con una masa entre 24 y 33 veces la del Sol.

Pero el resultado, que está basado en la órbita aparente de una estrella compañera cercana, era incierto. Esto es debido a que la órbita se dedujo a partir de repetidas descensos en el brillo de rayos-X procedentes de la vecindad del agujero negro. Los astrónomos sospecharon que los descensos ocurrían cuando la estrella compañera pasaba periódicamente frente a un disco de materia caliente que emitía rayos-X girando en espiral hacia el agujero negro, pero no había pruebas que lo demostrasen.

Ahora, los astrónomos Jeffrey Silverman y Alexei Filippenko de la Universidad de California en Berkeley, Estados Unidos, han confirmado el resultado midiendo el movimiento de la estrella compañera usando un espectro tomado del telescopio de 10 metros Keck I en Hawai, Estados Unidos.

Pérdida de peso

Sus observaciones sugieren que el agujero negro pesa entre 23 y 33 masas solares (el número es incierto debido a que no se sabe con precisión la masa de la estrella compañera).

¿Cómo de masivo puede llegar a ser un agujero negro estelar? Las estrellas pueden nacer con más de 100 veces la masa del Sol, pero con el tiempo pierden material en el espacio. La cantidad que pierden depende de su composición química – incluso los mayores estrellas pueden producir agujeros negros de apenas 16 masas solares si nacen con una composición similar a la del Sol.

Las estrellas con pocos elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, no obstante, se deshacen de material de forma menos eficiente y podrían por tanto tener disponibles hasta 42 masas solares para formar un agujero negro cuando mueran, dice el astrofísico de Stanford Woosley de la Universidad de California en Santa Cruz, que no estuvo implicado en el estudio.

Como resultado, la cercana galaxia enana IC 10, la cual alberga al agujero negro, contiene muy pocos elementos “pesados”.

Brillo desconcertante

Roy Kilgard de la Universidad Wesleyan en Middletown, Connecticut, Estados Unidos, miembro del anterior estudio de Prestwich, dice que los agujeros negros pesados de masa estelar podrían explicar algunos desconcertantes brillos de fuentes de rayos-X vistos en otras galaxias.

Las fuentes “ultra-luminosas” son entre 10 y 100 veces más brillantes en rayos-X que los agujeros negros de masa estelar común, llevando a sugerir a que son en realidad una clase separada de “agujeros negros de masa intermedia”. Los agujeros negros de peso medio se cree que pesan entre cientos y miles de veces la masa del Sol y emiten rayos-X conforme absorben materia.

Las fuentes de rayos-X podrían ser también agujeros negros pesados de masa estelar – tales como el de IC 10 X-1 – que pasan por unos estallidos especialmente brillantes de rayos-X, dice Kilgard.

Hay probablemente muchos otros agujeros negros de masa estelar en este rango de masas que han escapado a la detección hasta ahora debido a que están muy lejos y son difíciles de estudiar, dice Kilgard. “Espero que en los próximos años identifiquemos muchos más de este tipo”, comentó a New Scientist.


Autor: David Shiga
Fecha Original: 22 de febrero de 2008
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