En el vasto universo, las estrellas generalmente pertenecen a una determinada galaxia o cúmulo de estrellas, pero también hay algunas estrellas que han intentado o están intentando liberarse y deambular entre las estrellas, por lo que a menudo son extremadamente rápidas. Se trata de estrellas de alta velocidad, como la que vamos a hablar hoy, J0731+3717. Un equipo de investigación liderado por el Observatorio Astronómico Nacional de la Academia de Ciencias de China reveló los secretos de esta estrella de hipervelocidad a través de datos del satélite Gaia y del Telescopio Guo Shoujing de China (LAMOST):

Hace unos 20 millones de años, era miembro del cúmulo globular de estrellas M15. Bajo la atracción de una fuerte gravedad, fue expulsado violentamente a una velocidad de hasta 550 kilómetros por segundo.

Se trata de un efecto dinámico llamado "mecanismo de Hills": cuando un par de estrellas binarias en órbita estrecha se acerca demasiado a una fuente gravitacional superfuerte, una de las estrellas será capturada y la otra será acelerada y arrojada como una honda.

Cúmulo globular M15

Según el cálculo,La fuente gravitacional más probable que puede expulsar una estrella a una velocidad tan alta en un período de tiempo tan corto es un agujero negro de masa intermedia con una masa de aproximadamente 1.700-3.200 soles.

Los agujeros negros de masa intermedia son el eslabón perdido entre los agujeros negros estelares y los agujeros negros supermasivos. Sus masas oscilan entre cien y cientos de miles de soles. Confirmar su existencia es crucial para explicar el origen de los agujeros negros supermasivos.

La izquierda es una imagen de una galaxia donde se encuentra un agujero negro de masa intermedia. El medio es una imaginación artística de un agujero negro de masa intermedia que destroza estrellas. La derecha es el espectro de densidad de potencia obtenido al analizar la curva de luz.

Con la introducción de la detección de ondas gravitacionales, existen métodos nuevos y potentes para buscar agujeros negros de masa intermedia.

El Observatorio estadounidense de ondas gravitacionales con interferómetro láser LIGO y el detector europeo Virgo han descubierto sucesivamente más de 100 eventos de fusión de agujeros negros, la mayoría de los cuales son agujeros negros estelares diez veces la masa del sol.

Es muy probable que la señal de onda gravitacional GW190521 descubierta en mayo de 2019 provenga de un agujero negro de masa intermedia.

El análisis muestra que este evento fue causado por la fusión de dos agujeros negros con una masa de aproximadamente 85 veces y 66 veces la masa del sol. El nuevo agujero negro tiene una masa de 142 veces la masa del sol.

En otras palabras,En el momento en que los dos agujeros negros se fusionan, se liberan aproximadamente 9 veces la masa del sol en forma de ondas gravitacionales.

Esta es la primera vez que los humanos observan directamente un agujero negro con una masa que supera cien veces la masa del Sol en ondas gravitacionales. También es el ejemplo más claro de detección de un agujero negro de masa intermedia hasta el momento.

Dos agujeros negros girando juntos en espiral en el evento de fusión GW190521 (imaginación del artista)