Nota de prensa

Hallan la primera estrella binaria cerca del agujero negro supermasivo de nuestra galaxia

17 de Diciembre de 2024

Un equipo internacional de investigadores e investigadoras ha detectado una estrella binaria que orbita cerca de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo situado en el centro de nuestra galaxia. Es la primera vez que se encuentra un par estelar en las proximidades de un agujero negro supermasivo. El descubrimiento, basado en datos recopilados por el Very Large Telescope (VLT de ESO) del Observatorio Europeo Austral, nos ayuda a comprender cómo sobreviven las estrellas en entornos con gravedad extrema, y podría allanar el camino para la detección de planetas cercanos a Sagitario A*.

"Los agujeros negros no son tan destructivos como pensábamos", declara Florian Peißker, investigador de la Universidad de Colonia (Alemania) y autor principal del estudio publicado en Nature Communications. Las estrellas binarias, parejas de estrellas que orbitan entre sí, son muy comunes en el universo, pero nunca antes se habían detectado cerca de un agujero negro supermasivo, donde la intensa gravedad puede hacer que los sistemas estelares sean inestables.

Este nuevo descubrimiento muestra que algunos sistemas binarios pueden prosperar brevemente, incluso en condiciones tan adversas. D9, como se llama la estrella binaria recién descubierta, fue detectada justo a tiempo: se estima que tiene solo 2,7 millones de años, y la fuerte fuerza gravitacional del agujero negro cercano probablemente hará que se fusione en una sola estrella dentro de solo un millón de años, un período de tiempo muy pequeño para un sistema tan joven.

"Esto proporciona solo una pequeña ventana, en lo que son las escalas de tiempo cósmicas, para observar un sistema binario de este tipo, ¡y lo logramos!", explica la coautora Emma Bordier, también investigadora de la Universidad de Colonia y antigua estudiante en ESO.

Durante muchos años, la comunidad científica también pensaba que el entorno extremo cercano a un agujero negro supermasivo impedía que se formaran nuevas estrellas en los alrededores. Varias estrellas jóvenes que se encuentran muy cerca de Sagitario A* han refutado esta suposición. El descubrimiento de la joven estrella binaria ahora muestra que incluso en estas duras condiciones pueden formarse parejas estelares. "El sistema D9 muestra signos claros de la presencia de gas y polvo alrededor de las estrellas, lo que sugiere que podría ser un sistema estelar muy joven que debe haberse formado en las proximidades del agujero negro supermasivo", explica el coautor Michal Zajaček, investigador de la Universidad de Masaryk (República Checa) y la Universidad de Colonia.

El sistema binario recién descubierto se encontró en un denso cúmulo de estrellas y otros objetos que orbitaban alrededor de Sagitario A*, llamado cúmulo S. Lo más enigmático de este cúmulo son los objetos G, que se comportan como estrellas pero parecen nubes de gas y polvo.

Mientras observaban estos misteriosos objetos, el equipo encontró un patrón sorprendente en D9. Los datos obtenidos con el  instrumento ERIS del VLT , combinados con los datos de archivo del instrumento SINFONI, revelaron variaciones recurrentes en la velocidad de la estrella, lo que indica que D9 era en realidad dos estrellas orbitando entre sí. "Pensé que mi análisis estaba equivocado", declara Peißker, "pero el patrón espectroscópico abarcó unos 15 años, y estaba claro que esta detección es, de hecho, el primer sistema binario observado en el cúmulo S".

Los resultados arrojan nueva luz sobre lo que podrían ser los misteriosos objetos G. El equipo propone que, en realidad, podrían ser una combinación de estrellas binarias que aún no se han fusionado y el material sobrante de estrellas ya fusionadas.

La naturaleza precisa de muchos de los objetos que orbitan alrededor de Sagitario A*, así como la manera en que pudieron haberse formado tan cerca del agujero negro supermasivo, sigue siendo un misterio. Pero esto podría cambiar pronto gracias a la actualización de GRAVITY+ , instalado en el interferómetro del VLT y al instrumento METIS, en el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, que se está construyendo en Chile. Ambas instalaciones permitirán al equipo llevar a cabo observaciones aún más detalladas del centro galáctico, revelando la naturaleza de los objetos conocidos y, sin duda, descubriendo más estrellas binarias y sistemas jóvenes. "Nuestro descubrimiento nos permite especular sobre la presencia de planetas, ya que a menudo se forman alrededor de estrellas jóvenes. Parece plausible que la detección de planetas en el centro galáctico sea solo cuestión de tiempo", concluye Peißker.

Información adicional

Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo “A binary system in the S cluster close to the supermassive black hole Sagittarius A*” publicado hoy en Nature Communications (doi: 10.1038/s41467-024-54748-3).

El equipo está compuesto por F. Peißker (Instituto de Física I, Universidad de Colonia, Alemania [Universidad de Colonia]); M. Zajaček (Departamento de Física Teórica y Astrofísica, Universidad Masaryk, Brno, República Checa; Universidad de Colonia); L. Labadie (Universidad de Colonia;, E. Bordier (Universidad de Colonia); A. Eckart (Universidad de Colonia; Instituto Max Planck de Radioastronomía, Bonn, Alemania); M. Melamed (Universidad de Colonia) y V. Karas (Instituto Astronómico, Academia Checa de Ciencias, Praga, República Checa).

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Institute of Physics 1, University of Cologne
Cologne, Germany
Teléfono: +49 221 470 7791
Correo electrónico: peissker@ph1.uni-koeln.de

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Institute of Physics 1, University of Cologne
Cologne, Germany
Teléfono: +49 221 470 3548
Correo electrónico: bordier@ph1.uni-koeln.de

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso2418.