Imagínese ser atrapado en las garras de un agujero negro, ser girado a velocidades vertiginosas y que su masa sea lenta pero continuamente succionada. Y este dúo de baile podría ser el primer binario ultracompacto de rayos X de agujero negro identificado en nuestra galaxia.
"Esta enana blanca está tan cerca del agujero negro que el material está siendo retirado de la estrella y arrojado a un disco de materia alrededor del agujero negro antes de caer", dijo Arash Bahramian de la Universidad de Alberta en Edmonton, Canadá, y Michigan State University, primer autor de un nuevo artículo.
Si fueras la enana blanca en esta situación, es posible que desees un final rápido para todo. Pero de alguna manera, la estrella no parece estar en peligro de caerse o ser desgarrada por el agujero negro.
"No creemos que siga un camino hacia el olvido, sino que permanecerá en órbita", agregó Bahramian.
Los datos del Observatorio de rayos X Chandra, la misión NuSTAR y la matriz de telescopios australianos (ATCA) muestran evidencia de que esta estrella gira alrededor del agujero negro aproximadamente dos veces por hora, y puede ser la danza orbital más apretada jamás vista para un probable negro agujero y una estrella compañera.
Este sistema binario aparentemente único, con un gran nombre, X9, se encuentra en el cúmulo globular 47 Tucanae, un cúmulo de estrellas densas en nuestra galaxia a unos 14.800 años luz de la Tierra.
Los astrónomos han estado estudiando este sistema por un tiempo.
"Durante mucho tiempo, se pensó que X9 está formado por una enana blanca que extrae materia de una estrella similar al Sol de baja masa", escribió Bahramian en una publicación de blog.
Pero en 2015, las observaciones de radio con el ATCA mostraron que el par probablemente contiene un agujero negro que extrae material de una estrella compañera llamada enana blanca, una estrella de baja masa que ha agotado la mayor parte o la totalidad de su combustible nuclear.
"En 2015, el Dr. Miller-Jones y sus colaboradores observaron una fuerte emisión de radio de X9 que indica la presencia de un agujero negro en este binario", continuó Bahramian. "Sugirieron que esto podría significar que el sistema está formado por un agujero negro que extrae materia de una enana blanca".
Al observar los datos archivados de Chandra, mostró cambios en el brillo de los rayos X de la misma manera cada 28 minutos, y Bahramian y su supervisor de doctorado Craig Heink piensan que es probable que sea el tiempo que le toma a la estrella compañera completar una órbita completa alrededor de la calabozo. Los datos de Chandra también muestran evidencia de grandes cantidades de oxígeno en el sistema, un rasgo característico de las enanas blancas. Sienten que se puede argumentar que la estrella compañera es una enana blanca. Y esta estrella estaría orbitando el agujero negro a solo 2.5 veces la distancia entre la Tierra y la Luna.
"Eventualmente, se puede extraer tanta materia de la enana blanca que termina teniendo solo la masa de un planeta", dijo Heinke, también de la Universidad de Alberta. "Si sigue perdiendo masa, la enana blanca puede evaporarse por completo".
Los investigadores piensan que este sistema sería un buen candidato para futuros observatorios de ondas gravitacionales para observar. Tiene una frecuencia demasiado baja para ser detectada con el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser, LIGO, que realizó detecciones innovadoras de ondas gravitacionales el año pasado. Sistemas como este podrían brindarnos más información sobre las ondas gravitacionales, así como también proporcionar más información sobre los sistemas binarios de agujeros negros.
"Vamos a observar este binario de cerca en el futuro, ya que sabemos poco sobre cómo debería comportarse un sistema tan extremo", dijo el coautor Vlad Tudor de la Universidad de Curtin y el Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía en Perth, Australia. "También vamos a seguir estudiando cúmulos globulares en nuestra galaxia para ver si se puede encontrar más evidencia de binarios de agujeros negros muy apretados".
Otras lecturas:
Comunicado de prensa de Chandra
Comunicado de prensa de ICRAR
Entrada en el blog
Papel: La naturaleza ultracompacta del binario de rayos X candidato a agujero negro 47 Tuc X9
