Hace dos semanas (27 de noviembre), los astrónomos publicaron un artículo en la revista Nature afirmando que habían encontrado un agujero negro imposiblemente gigantesco no muy lejos de la Tierra. Si estuvieran en lo correcto, habría sido un gran shock para la astrofísica, volcando las teorías sobre cómo y dónde se forman esos enormes agujeros negros. Pero parece que probablemente estaban equivocados.
Los investigadores pensaron que habían encontrado el raro y enorme agujero negro, 70 veces la masa de nuestro sol, como parte de un sistema binario conocido como LB-1 que está a 15,000 años luz de la Tierra. Pero ahora, dos documentos independientes publicados en la base de datos arXiv esta semana encontraron el mismo problema básico con esa afirmación: se basó en la evidencia de que el agujero negro invisible se movía muy ligeramente mientras su estrella compañera pesada, conocida como la estrella B, giraba a su alrededor. . La diferencia entre el ligero movimiento del agujero negro y el movimiento rápido de la estrella sugirió que el agujero negro era mucho más grande: si estuvieran más cerca del tamaño del otro, esperarías que el agujero negro se moviera tanto como la estrella. Sin embargo, según los dos nuevos documentos, los investigadores malinterpretaron lo que estaban viendo a la luz del sistema distante.
Imagine a un luchador de sumo azotando una bola de boliche en círculos al final de una larga cadena. Así es como funcionaba el modelo de este sistema en el artículo de Nature. El luchador en ese escenario (el agujero negro) se movería un poco hacia adelante y hacia atrás para compensar el peso de la pelota (la estrella compañera), pero la pelota haría la mayor parte del movimiento. Si supieras la masa de la bola de boliche y supieras cuánto se movían, podrías calcular la masa del luchador de sumo.
El problema es que el meneo de luz en el que los investigadores construyeron la afirmación, llamada "línea de emisión de Hα", ahora parece que no proviene del agujero negro en absoluto. Eso significa que la medición de masa alucinante probablemente sea incorrecta.
"Tienes esta 'estrella B' de alta masa, y ese es un componente. Y luego el agujero negro es el otro componente", dijo Jackie Faherty, astrofísica del Museo Americano de Historia Natural de la ciudad de Nueva York, que no estaba ' No participa en ninguno de estos documentos. "Así que tienes estas dos cosas que estás viendo, pero pueden confundirse entre sí".
Los telescopios en la Tierra generalmente no son lo suficientemente afilados para resolver los objetos individuales en los sistemas estelares lo suficientemente bien como para medir sus movimientos, especialmente cuando uno de esos objetos es un agujero negro, solo visible desde el delgado "disco de acreción" de material alrededor de su cuerpo principal . Por lo tanto, estudiar estos sistemas a menudo requiere analizar los patrones en las frecuencias individuales de luz que provienen de los sistemas y usarlos para hacer inferencias sobre lo que sucede dentro de ellos.
LB-1 tiene una fuente de datos muy brillante: toda la luz que sale de la estrella B normal en el sistema. Los investigadores pueden medir sus movimientos utilizando el efecto Doppler, que hace que las longitudes de onda de la luz se alarguen y la luz parezca enrojecerse a medida que la estrella se aleja de la Tierra, y luego se vuelve un poco más azul a medida que avanza hacia la Tierra. Los investigadores pueden rastrear ese efecto Doppler en una serie de líneas de emisión, especialmente frecuencias brillantes de radiación que corresponden a características individuales de la estrella.
En el artículo de Nature, los investigadores encontraron otra línea de emisión en el sistema, la línea Hα, que no parecía provenir de la estrella normal. Descubrieron que también mostraba un leve efecto Doppler, lo que sugiere que su fuente se estaba moviendo un poco, e insinuaron que probablemente provenía del disco de material alrededor de un agujero negro invisible en el sistema. Lo que encontraron los nuevos documentos es que los investigadores de Nature no lograron separar completamente los datos de la fuente brillante, la estrella y la fuente oscura. Ese aparente movimiento en la línea Hα fue una especie de ilusión creada por la luz de la estrella compañera, y desaparece una vez que restas adecuadamente esa fuente. Lo que sea que esté haciendo la línea Hα no se mueve en absoluto en relación con el sistema.
"Después de señalarlo, es muy fácil de entender, no es algo oscuro, y creo que la mayoría de los astrónomos entenderían el argumento y estarían de acuerdo", dijo Leo C. Stein, un astrofísico de la Universidad de Mississippi que tampoco participó en ninguno de estos documentos, dijo a Live Science.
Dijo que después de ver los nuevos documentos es "muy escéptico" de la afirmación inicial del periódico Nature sobre la masa del agujero negro.
Si la línea Hα no se mueve, eso significa una de dos cosas, la Universidad de California, Berkeley, los astrofísicos Kareem El-Badry y Eliot Quataert escribieron en su artículo, uno de los dos publicados en arXiv que identificó el problema Hα.
"Una interpretación concebible es que el compañero es un agujero negro con una masa aún mayor que la reportada", escribieron.
Tal vez el agujero negro es tan estupendo en tamaño que no parece moverse en absoluto bajo la influencia gravitacional de su estrella compañera.
"Consideramos que este escenario es extremadamente improbable", escribieron.
No hay otra evidencia de un agujero negro tan grande en el sistema.
Entonces, el escenario más probable es que el sistema contiene un agujero negro más típico más o menos en la escala del sol, y la línea Hα proviene de alguna otra fuente, como se describe en el segundo artículo de arXiv, de un equipo más grande del Katholieke Universiteit Leuven y Royal Observatory, ambos en Bélgica.
Un tercer artículo, de un equipo de investigadores de Nueva Zelanda, Canadá y Australia, identificó varios problemas más con el artículo de Nature, incluido que los autores probablemente juzgaron mal la distancia al sistema. Es convincente, dijo Stein, pero el problema Hα presenta un problema mucho más directo.
El sistema sigue siendo interesante, y El-Badry dijo en un tweet que espera estudiarlo con más detalle. Pero se ajusta más perfectamente a las teorías existentes de astrofísica, que explica fácilmente los agujeros negros más pequeños en esta región del espacio, pero lucha por explicar cómo podría haberse formado un agujero negro mucho más grande.
"Esta es una historia de cómo progresa la ciencia", dijo Faherty a Live Science. "Los científicos quedaron realmente intrigados porque fue una especie de impulso interesante a lo que podríamos considerar en nuestra teoría de la evolución estelar. Pero la ciencia también progresa cuando verificamos cuidadosamente el trabajo de los demás, y eso es lo que sucedió en este caso".
