Un insólito y lejano sistema binario sorprende a los científicos
21 Octubre.- En una galaxia muy lejana, un agujero negro masivo excepcional está viajando alrededor de una estrella masiva en una órbita inusualmente estrecha. También la estrella es extraña, ya que no es tan brillante como debería ser.
Los astrónomos se han estudiado mucho este sistema binario, denominado M33 X-7, pero nadie podía explicar todas sus características. Ahora, un equipo de la Universidad Northwestern de investigación tiene las claves.
Los investigadores han elaborado un modelo de historia de la evolución del sistema y la formación que explica todas las características de observación del sistema: la órbita estrecha, las grandes masas de la estrella y el agujero negro, la luminosidad de rayos X del agujero negro y por su estrella compañera que es menos luminosa que cabría esperar, dada su masa.
El modelo evolutivo se publicó el 20 de octubre por la revista Naturaleza. La investigación permitirá una mejor comprensión por los astrónomos de las formas de las estrellas masivas que evolucionan e interactúan con su entorno, así despejará dudas sobre la física que hay detrás del proceso de formación del agujero negro.
"Nos atrajo este sistema porque tiene uno de los agujeros negro más masivo que se han formado de una estrella, y sin embargo el resto de sus características, especialmente la masa de su estrella compañera y su órbita, no tenía ningún sentido desde el punto de vista evolutivo, "dijo Vicky Kalogera, profesor de física y astronomía en el Colegio Weinberg de Artes y Ciencias.
M33 X-7 es uno de los pocos conocidos sistemas binarios de rayos X que contienen un agujero negro fuera de nuestra galaxia, y su estrella es la estrella más masiva que se haya descubierto en un sistema.
El modelo de los investigadores evolutivos de M33 X-7 se inicia con dos estrellas en un sistema binario (o en una órbita alrededor de la otra). Una de las estrellas es de 100 masas solares (100 veces la masa del Sol), y la otra es de 30 masas solares. Las estrellas se encuentran en una órbita cercana, con la estrella más grande cada vez más rápida hasta que casi envuelve a la otra. La estrella más pequeña inicialmente gana material de su compañera, mientras que la estrella más grande y más masiva se colapsa en un agujero negro al final de su vida.
La estrella, que asciende ahora a 70 masas solares, no es tan luminosa como las estrellas de masa similar en parte debido a la forma en que ganó su masa y, en parte debido a la inclinación del sistema con respecto a nosotros. Por un lado, la estrella de acreción en cuestión interactúa rápidamente con la otra estrella (ahora un agujero negro) por eso no se ajustaba a su nueva masa mayor. Por lo tanto, la estrella no se quema combustible tan rápido y no es tan brillante como sería una estrella de estas características. Por otra parte, la estrella se deforma debido a la presencia cercana de un agujero negro masivo, y la temperatura de la estrella y luminosidad no son uniformes en toda la superficie. Este efecto, combinado con la inclinación del sistema con respecto a nuestra línea de visión, significa que estamos mirando de forma más tenue las regiones ecuatoriales de la estrella.
Y ahora el agujero negro masivo está creciendo aún más grande. La estrella compañera alimenta de materia, a través de un viento estelar al agujero negro. En el proceso en que los rayos X son emitidos, permite a los astrónomos observar el agujero negro.
"Los agujeros negros son muy difíciles de observar, pero los sistemas binarios de rayos X, tales como M33 X-7, con agujeros negros son visible para nosotros ", dijo Francisco Valsecchi, estudiante de doctorado en el grupo de investigación Kalogera y autor principal del artículo." Estos sistemas proporcionan un laboratorio de física única para el estudio de objetos compactos masivos. "
Valsecchi, Kalogera y sus colegas realizaron cálculos detallados de la evolución del sistema binario para explorar posibles trayectorias evolutivas. Se utilizó la información conocida sobre la física de las interacciones estelares binarias y los procesos de formación del agujero negro.
