Los astrónomos han hecho un descubrimiento innovador: una estrella binaria orbita peligrosamente cerca del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. El par de estrellas prosperó temporalmente en un entorno de inmensa gravedad. El par de estrellas, llamado D9, nos da una rara visión de cómo el sistema sobrevivió o incluso se formó en condiciones tan extremas.

Esta imagen muestra la posición de la estrella binaria D9 recién descubierta, que orbita Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Este es el primer par de estrellas descubiertas hasta ahora cerca de un agujero negro supermasivo. El corte muestra un sistema estelar binario detectado por el espectrógrafo SINFONI en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral. Aunque las dos estrellas no se pueden resolver en esta imagen, los espectros capturados por SINFONI en los últimos años han revelado la naturaleza binaria de D9. Los espectros muestran que la luz del gas de hidrógeno que rodea a D9 oscila periódicamente hacia longitudes de onda roja y azul a medida que las dos estrellas orbitan entre sí. Fuente: ESO/F.Peißkeretal.

Un equipo internacional de investigadores ha descubierto un sistema estelar binario cerca de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Esta es la primera vez que se descubre un par de estrellas tan cerca de un agujero negro supermasivo. El descubrimiento, realizado utilizando datos del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), revela cómo las estrellas sobreviven bajo gravedad extrema. También abre nuevas posibilidades para detectar planetas cercanos a Sagitario A*.

Florian Peißker, investigador de la Universidad de Colonia en Alemania y primer autor del estudio publicado en Nature Communications el 17 de diciembre, explicó: "Los agujeros negros no son tan destructivos como pensábamos. Las estrellas binarias, un par de estrellas que orbitan entre sí, son comunes en todo el universo. Sin embargo, hasta ahora, no se han observado binarias cerca de agujeros negros supermasivos porque la fuerte gravedad generalmente desestabiliza estos sistemas".

El nuevo descubrimiento muestra que algunas estrellas binarias pueden prosperar brevemente incluso en condiciones destructivas. La estrella binaria recién descubierta, conocida como D9, fue descubierta en el momento perfecto: se estima que tiene sólo 2,7 millones de años, y la poderosa gravedad de un agujero negro cercano podría hacer que se fusione en una estrella en sólo 1 millón de años, un lapso de tiempo muy estrecho para un sistema tan joven.

"Esto proporciona una breve ventana a las escalas de tiempo cósmicas para observar un sistema binario de este tipo, ¡y lo logramos!" explica Emma Bordier, coautora del artículo e investigadora de la Universidad de Colonia que estudió en el Observatorio Europeo Austral.

D9 es el primer par de estrellas jamás descubierto cerca de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Esta imagen muestra las líneas de emisión de hidrógeno mapeadas por el instrumento SINFONI en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral. A lo largo de los años, se ha descubierto que las líneas de emisión alrededor de D9 oscilan periódicamente hacia bandas rojas y azules, lo que revela que D9 son en realidad dos estrellas que orbitan entre sí. Fuente de la imagen: ESO/F.Peißkeretal.

Durante años, los científicos han pensado que las condiciones extremas cercanas a los agujeros negros supermasivos obstaculizan la formación de nuevas estrellas. El descubrimiento de varias estrellas jóvenes cerca de Sagitario A* echa por tierra esta hipótesis. Ahora, el descubrimiento de esta joven estrella binaria muestra que incluso pares estelares pueden formarse en estas duras condiciones. El coautor Michal Zajaček, investigador de la Universidad Masaryk y de la Universidad de Colonia en la República Checa, explicó: "El sistema D9 muestra signos claros de gas y polvo rodeando la estrella, lo que sugiere que puede ser un sistema estelar muy joven que debe haberse formado cerca de un agujero negro supermasivo".

Esta animación muestra cómo dos estrellas del sistema estelar D9 orbitan entre sí rodeadas de nubes de gas y polvo. La línea azul muestra la órbita del sistema estelar binario alrededor de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. D9 es la primera estrella binaria descubierta cerca de un agujero negro supermasivo. Su formación y supervivencia en entornos tan extremos significa que los agujeros negros no son tan destructivos como pensábamos. Fuente de la imagen: ESO/M.Kornmesser

El binario recién descubierto fue descubierto en un denso cúmulo de estrellas y otros objetos que orbitan alrededor de Sagitario A*, conocido como Cúmulo S. Los más misteriosos del cúmulo son los objetos G, que se comportan como estrellas pero parecen nubes de gas y polvo.

Fue durante la observación de estos misteriosos objetos que el equipo de investigación descubrió un patrón sorprendente en el cúmulo D9. Los datos obtenidos con el instrumento ERIS del VLT, combinados con datos de archivo del instrumento SINFONI, descubrieron cambios repetidos en la velocidad estelar, lo que indica que D9 es en realidad dos estrellas que orbitan entre sí. "Pensé que mi análisis estaba equivocado", dijo Peißker, "pero el patrón espectral cubre un período de unos 15 años, y está claro que esta detección es de hecho la primera estrella binaria observada en el cúmulo S".

Esta animación muestra D9, el primer par de estrellas jamás descubierto cerca de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Nos acercamos y alejamos del agujero negro y de las estrellas individuales que lo orbitan, y luego nos acercamos a D9, el primer sistema estelar binario descubierto cerca de un agujero negro.

Los resultados de la investigación revelan la naturaleza del misterioso cuerpo celeste G. El equipo de investigación sugirió que en realidad podrían ser una combinación de estrellas binarias que aún no se han fusionado y restos de estrellas binarias que se han fusionado.

La naturaleza exacta de los numerosos objetos que orbitan alrededor de Sagitario A* y cómo se formaron tan cerca del agujero negro supermasivo sigue siendo un misterio. Pero pronto, la versión mejorada GRAVITY+ del interferómetro VLT y el instrumento METIS en el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en construcción en Chile cambiarán esta situación. Los dos equipos permitirán al equipo realizar observaciones más detalladas del centro galáctico, revelando la naturaleza de los objetos conocidos y, sin duda, descubriendo más sistemas binarios y jóvenes. "Nuestro descubrimiento nos permite especular sobre la existencia de planetas, ya que estos planetas suelen formarse alrededor de estrellas jóvenes. Parece sólo cuestión de tiempo que se descubra un planeta en el centro de la Vía Láctea", concluye Peißker.

La Estrella Guía Láser (LGS) se lanza desde el Telescopio Yeppen de 8,2 metros del VLT y apunta al centro galáctico, el centro de la parte más brillante de la Vía Láctea. El rayo láser forma parte del sistema de óptica adaptativa del VLT. Creó una estrella artificial a una altitud de 90 kilómetros en la mesosfera de la Tierra. Esta estrella se utilizó como referencia para corregir la imagen y el espectro para eliminar los efectos borrosos de la atmósfera. Fuente de la imagen: G.Hüdepohl(atacamaphoto.com)/ESOEsta imagen muestra la ubicación del campo de visión de Sagitario A*: el agujero negro está rodeado por un círculo rojo y está ubicado en la constelación de Sagitario (Sagitario). Esta imagen muestra la mayoría de las estrellas visibles a simple vista en buenas condiciones. Fuente de la imagen: ESO, IAU y Sky&Telescope

DOI:10.1038/s41467-024-54748-3

Compilado de /ScitechDaily