Agujero negro de masa media lanza a una estrella disparada a través de la Vía Láctea

Un equipo internacional de astrónomos han identificado el origen de una estrella lanzada a alta velocidad llamada PG1610+062 y determinando que probablemente fue expulsada de su grupo de nacimiento con la ayuda de un mid-mass black hole (MMBH) o agujero negro de masa media.

Para poner restricciones estrictas a la velocidad de rotación proyectada de PG1610+062, su velocidad radial, así como medir su composición química con precisión, el equipo utilizó el Echellette Spectrograph and Imager (ESI) del Observatory Keck.

Thomas Kupfer, investigador postdoctoral del Kavli Institute for Theoretical Physics Postdoctoral Scholar en la University of California, Santa Bárbara, dijo en un comunicado:

«En el hemisferio norte , solo la combinación de Keck Observatory y ESI nos dio lo que necesitábamos. El área de recolección de Keck nos permitió reunir suficientes fotones para nuestro objeto y ESI tiene exactamente la resolución correcta, que es lo suficientemente alta como para resolver todos los problemas y características espectrales».

Una joven estrella

Si bien anteriormente se consideraba una estrella vieja con la mitad de una masa solar, típica del halo galáctico, los datos del Observatorio Keck revelaron que PG1610+062 es en realidad una estrella sorprendentemente joven que es diez veces más masiva, expulsada del disco galáctico casi a la velocidad de escape de la Vía Láctea.

Existen algunas estrellas aún más rápidas, llamadas estrellas de hipervelocidad (HVS), las tres primeras fueron descubiertas en 2005. Entre ellas está la estrella única US 708, que se encontró a partir de observaciones utilizando el Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) en el Telescopio Keck I; iba tan rápido que escapó del tirón gravitacional de la Vía Láctea. Para lograr tales velocidades se requiere un evento de tirachinas extremadamente dramático.

Las simulaciones realizadas en 1988 sugirieron que un agujero negro gigante de 4 millones de masas solares (SMBH) podría haber causado esto. Un agujero negro de tales dimensiones podría interrumpir un sistema estelar binario, es decir, tragar una estrella y dejar a su compañero estelar acumular toda la energía en el sistema, expulsándolo mucho más allá de la velocidad de escape de la Vía Láctea. Al carecer de otras explicaciones plausibles para la formación de HVS, este escenario fue aceptado fácilmente como el mecanismo de expulsión estándar, en particular después de que la evidencia observacional de la existencia de tal SMBH en el Centro Galáctico se volvió abrumadora a principios de la década de 2000.

Al utilizar las medidas de precisión astrométrica sin precedentes de la nave espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, PG1610+062 se remonta a ninguna parte cerca del Centro Galáctico, sino al brazo espiral Sagitario de nuestra galaxia, por lo que descarta la idea de que el Centro Galáctico SMBH dispare a la estrella.

Aún más interesante es la aceleración extrema derivada de PG1610+062, que excluye muy probablemente todos los escenarios alternativos, excepto la interacción con un MMBH. Se ha predicho que tales objetos existen en grupos estelares jóvenes en los brazos espirales de la Vía Láctea, pero aún no se ha detectado ninguno.

Andreas Irrgang de la University of Erlangen-Nuremberg en Alemania y autor principal del estudio, dijo en un comunicado:

«Ahora, PG1610+062 puede proporcionar evidencia de que los MMBH podrían existir en nuestra galaxia. La carrera es realmente encontrarlos».

Hay mucho más que aprender sobre esta estrella y su lugar de origen. A medida que avanza la misión Gaia, la precisión mejorará y el lugar de origen se reducirá aún más, lo que posiblemente permitirá a los astrónomos buscar el cúmulo estelar padre y, en última instancia, el agujero negro.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista Astronomy & Astrophysics.