Como si de una leyenda de enamorados se tratase, los investigadores conocían hace tiempo la teoría de que existía un agujero negro orbitando alrededor de una estrella de tipo B, también conocidas como estrellas peonza por su elevada fuerza centrífuga, pero nadie había sido capaz de verlos juntos... hasta ahora. Un equipo de investigadores de distintos centros españoles ha localizado el primer sistema binario conocido formado por un agujero negro y una estrella peonza y la pareja es tan espectacular que su descubrimiento ha sido publicado en la revista Nature.

Los telescopios Liverpool y Mercator, del Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma (Canarias), han sido los que han localizado a la extraña pareja, una estrella Be, bastante abundantes en el Universo, y una agujero negro que se alimenta de la energía que esta va perdiendo. Como dijimos, una historia de amor de leyenda.

Las estrellas Be son relativamente abundantes en el Universo y sólo en nuestra galaxia se conocen más de 80 que forman sistemas binarios junto a estrellas de neutrones.

Jorge Casares, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y Universidad de La Laguna (ULL), explica que «su particularidad es su elevada fuerza centrífuga. Giran sobre sí mismas a una velocidad muy alta, cercana a su límite de rotura, como si fuesen peonzas cósmicas». Casares es uno de los descubridores y experto en agujeros negros de masa estelar (de los que obtuvo la primera prueba sólida de su existencia en 1992).

La estrella de nuestra historia, en concreto, es conocida como MWC 656, se encuentra en la constelación de Lacerta (el Lagarto) a 8.500 años luz de la Tierra y cuya superficie gira a más de un millón de kilómetros por hora.

«Comenzamos a estudiar la estrella a partir del año 2010, cuando se detectó emisión transitoria de rayos gamma que parecía provenir de la misma. No se volvió a observar más emisión gamma, pero descubrimos que formaba parte de un sistema binario», ha añadido Marc Ribó, del Institut de Ciències del Cosmos (ICC) de la Universitat de Barcelona.

Fue al analizar en detalle el espectro de la estrella cuando infirieron las características de su curioso acompañante. «Un cuerpo con una masa muy alta, entre 3,8 y 6,9 veces la masa solar. Un objeto así, que no es visible y con esa masa, sólo puede ser un agujero negro, ya que ninguna estrella de neutrones es estable por encima de tres masas solares», explica Ignasi Ribas, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio (IEEC‐CSIC).

El agujero negro orbita alrededor de la estrella peonza y se alimenta de la materia que ésta va perdiendo. «Su gran velocidad de rotación provoca que expulse materia a través de un disco ecuatorial; materia que es a su vez atraída por el agujero negro, formando en su caída otro disco, llamado disco de acreción. Estudiando la emisión de este disco, hemos podido analizar el movimiento del agujero negro y deducir su masa», detalla Ignacio Negueruela, investigador de la Universidad de Alicante (UA).

La investigación apunta a que esta estrella es un miembro de una población oculta de estrellas Be con agujeros negros. «Creemos que estos sistemas son mucho más abundantes pero difíciles de detectar, ya que los agujeros negros se alimentan del gas expulsado por la estrella Be de forma «silenciosa», es decir, sin emitir mucha radiación», han asegurado los científicos.

Junto a Jorge Casares, Ignacio Negueruela, Marc Ribó e Ignasi Ribas, han participado también en la investigación Josep Maria Paredes, del ICC de la Universitat de Barcelona (IEEC‐UB), y Artemio Herrero y Sergio Simón, ambos científicos del IAC y la ULL.

Los escurridizos agujeros negros

Si los estudiosos del espacio se han encontrado con un gran desafío, ese es el de los agujeros negros desde que fueron teorizados en el siglo XVIII.

Según esta teoría, los agujeros negros no se ven porque su gran fuerza gravitatoria impide que la luz escape de su interior, así que los telescopios no pueden detectarlos. Sin embargo, en ciertos momentos, algunos agujeros negros pueden producir radiación de alta energía por lo que pueden localizarse con satélites de rayos X. Es el caso de los agujeros negros activos, que están siendo «alimentados» por materia que obtienen de un objeto cercano. Si se detecta emisión violenta de rayos X procedente de un lugar en el que no parece haber nada, es posible que allí se «esconda» un agujero negro.

Gracias a este método, en los últimos 50 años se han descubierto 55 candidatos a agujeros negros. De ellos, 17 cuentan con lo que los astrónomos llaman una «confirmación dinámica», es decir, se ha localizado la estrella que lo alimenta y ello ha permitido medir la masa del objeto «invisible» en torno al que giran. Si la masa es superior a 3 veces la masa del Sol, efectivamente, se trata de un agujero negro.

El problema surge con los agujeros negros «durmientes», como el que los investigadores han localizado en torno a la estrella Be: «Su emisión de rayos X es casi inexistente, por lo que resulta muy difícil que capten nuestra atención», reconoce Jorge Casares. De hecho, los investigadores creen que hay miles de sistemas binarios con agujeros negros distribuidos por la Vía Láctea, algunos de ellos también con estrellas compañeras de tipo Be.

En relación con un agujero negro, la comunidad científica espera que en marzo o abril de 2014 se produzca la colisión entre una nube de gas caliente con un agujero negro supermasivo en el núcleo de la Vía Láctea y que causará una gran explosión, aunque pocos saben qué ocurrirá tras la colisión.

La investigación corre a cargo de la Universidad de Michigan, en EE.UU. y sigue la pista a la nube de gas, bautizada como G2 y con una masa unas tres veces mayor que la de la Tierra, desde su descubrimiento en 2011 por astrónomos alemanes.

Según sus datos, el gas se mueve hacia Sagittarius A, un agujero negro supermasivo ubicado en el centro de nuestra galaxia y se calienta a medida que avanza.

Los científicos europeos calcularon ya que el proceso de colisión entre la nube caliente y el agujero negro empezaría a finales de 2013, pero no ha sucedido. Ahora, los estadounidenses dan una nueva fecha entre marzo y abril de 2014. El detalle que no conocen y que determinará qué ocurrirá tras la explosión es la composición de la nube. Si resulta ser todo gas, la región alrededor del agujero negro brillará en la banda de rayos X durante años mientras éste devora lentamente la nube. Si el centro de la nube es una estrella antigua, el agujero negro la devorará igualmente, pero el espectáculo será mucho menos brillante.