El nuevo agujero negro estelar de la Vía Láctea, que batió récords, tiene la masa de 33 soles

Un agujero negro recién descubierto tiene una masa 33 veces mayor que la del Sol. Esto supera holgadamente el récord anterior para un agujero negro estelar en nuestra galaxia, que era de unas 20 masas solares, y ha ayudado a confirmar teorías sobre cómo podría formarse un objeto de esta masa.

Las estrellas más grandes terminan su vida como supernovas que producen agujeros negros a partir de sus catastróficas explosiones. Estos agujeros negros tienen considerablemente menos masa que las estrellas de las que provienen porque se ha desprendido mucho durante su vida y en el evento de supernova.

Sin lugar a dudas, muchos de estos agujeros negros acechan en nuestra galaxia y tenemos pocas posibilidades de detectarlos. Afortunadamente, una gran proporción de las estrellas que explotaron formaban parte de sistemas binarios, o a veces incluso de grupos más grandes, cuando vivían. Algunos compañeros son expulsados ​​por la fuerza de la supernova y vagan solos por la galaxia, pero aquellos que son más masivos o más distantes sobreviven y orbitan alrededor del agujero negro, alertándonos de su presencia.

Cuando se observa que las estrellas se tambalean con regularidad, significa que la gravedad de algún otro objeto las está afectando. A veces puede tratarse de una estrella más débil que no podemos ver (o incluso de un planeta), pero en el caso de un nuevo descubrimiento, eso no es posible. El objeto que hace que la estrella 2MASS J19391872+1455542 describa un círculo de 11,6 años tiene una masa miles de veces mayor que la del planeta más grande. Si fuera una estrella, sería tan intensamente brillante que probablemente podríamos verla a simple vista.

Una masa invisible tan grande tiene que ser un agujero negro, uno aproximadamente un 50 por ciento más grande que Cygnus X-1, el remanente más grande conocido de una explosión de este tipo en nuestra galaxia.

El descubrimiento se realizó combinando datos del telescopio Gaia, que rastrea los movimientos de las estrellas con asombrosa precisión. Es la tercera vez que este tipo de búsqueda conduce a un descubrimiento de este tipo, por lo que el objeto se conoce como Gaia BH3. Además de su inmensa masa, Gaia BH3 está a 2.000 años luz de distancia, en la constelación de Aquila, no muy cerca, pero si la Vía Láctea fuera una gran ciudad, este sería el próximo suburbio.

«Nadie esperaba encontrar un agujero negro de gran masa acechando cerca, sin haber sido detectado hasta ahora», dijo Pasquale Panuzzo del Observatorio de París en un comunicado. «Éste es el tipo de descubrimiento que se hace una vez en la vida investigadora».

Las observaciones de Gaia por sí solas podrían tener alguna otra causa, pero un gran equipo internacional utilizó el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral para confirmar las mediciones y revelar más.

Podríamos esperar que si objetos como este pudieran pasar desapercibidos en nuestra propia galaxia, no sabríamos nada de su presencia en otros lugares. Sorprendentemente, eso está mal. Las ondas gravitacionales nos han alertado de la existencia de agujeros negros estelares aún más grandes a miles de millones de años luz de distancia. Sin embargo, dado que esto sólo funciona cuando dos objetos cuya órbita mutua ha decaído chocan, ocurre muy raramente, y sólo conocemos un puñado de casos, todos a grandes distancias.

La hipótesis de trabajo de los astrónomos para agujeros negros tan grandes, que han superado las expectativas, es que provienen de estrellas muy pobres en metales: formadas casi en su totalidad a partir del hidrógeno y el helio producidos en el Big Bang. Estas estrellas tenían el potencial de ser mucho más masivas que las del universo moderno. También se cree que pierden menos masa a través de los vientos estelares, preservando esa masa para la formación de agujeros negros.

Es una idea que tiene sentido, pero que no podemos probar utilizando agujeros negros detectados por ondas gravitacionales. Eso ha cambiado con Gaia BH3. Las estrellas en sistemas binarios suelen tener composiciones similares, salvo en los raros casos en los que no se formaron juntas, o en los algo más comunes en los que una estrella se comió un planeta lo suficientemente grande como para aumentar notablemente su contenido de metales.

Utilizando el espectrógrafo ultravioleta y visual Echelle del VLT, la Dra. Elisabetta Caffau y sus coautores confirmaron que J19391872+1455542 es de hecho muy pobre en metales, por lo que es probable que la estrella que se convirtió en Gaia BH3 también lo fuera. J19391872+1455542 es una estrella muy antigua, como cabría esperar de algo tan pobre en metales, y a pesar de tener una masa tres cuartas partes de la del Sol ha iniciado el proceso de convertirse en una gigante roja.

Un análisis completo de Gaia BH3 no llegará al menos hasta finales de 2025, pero el equipo responsable del descubrimiento quería dar a otros astrónomos la oportunidad de echarle un vistazo ellos mismos, maximizando las oportunidades de aprender más.

El descubrimiento se publica en acceso abierto en la revista Astronomy and Astrophysics.