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[Izquierda] Dos imágenes de un congestionado campo estelar vistas por un telescopio basado en tierra muestran el discreto abrillantamiento de una estrella debido al efecto de micro-amplificación gravitacional, en el que un masivo pero invisible objeto en primer plano pasa delante de una estrella, amplificando su luz. El oscuro objeto que hace de lente se estima que sea un agujero negro de seis Masas Solares, que vaga solitario entre las estrellas. Crédito: NOAO, Cerro Tololo Inter-American Observatory |
[Derecha] Una imagen con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA del mismo campo, claramente resuelve la estrella amplificada (al centro) y da su verdadero brillo. La observación del Hubble era necesaria porque las imágenes basadas en tierra no dicen que tan brillante era la estrella antes (o después) de la amplificación. Los campos estelares en los que se pueden observar eventos de micro-amplificación están tan congestionados con estrellas que las imágenes amplificadas frecuentemente se mezclan con las de otras estrellas no amplificadas. Pero con las imágenes del Hubble, los astrónomos pueden identificar la estrella amplificada y determinar su brillo normal. Las imágenes del Hubble fueron tomadas en Junio 15, 1999. Crédito: NASA y Dave Bennett (University of Notre Dame, Indiana) |
STScI-PR00-03; Enero 13, 2000
Dos equipos internacionales de astrónomos, usando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y telescopios basados en tierra, en Australia y Chile, han descubierto los primeros ejemplos de agujeros negros de masa estelar, aislados, vagando entre las estrellas de nuestra Galaxia.
Todos los agujeros negros anteriormente conocidos han sido encontrados en órbita alrededor de estrellas, y su presencia determinada por sus efectos sobre la estrella compañera. Los dos agujeros negros aislados fueron detectados indirectamente por la forma en que sus extremas gravedades curvan la luz de estrellas más distantes, detrás de ellos.
"Estos resultados sugieren que los agujeros negros son comunes, y que muchas estrellas normales podrían terminar sus vidas como agujeros negros, en lugar de estrellas de neutrones", dijo David Bennett de la Universidad de Notre Dame, South Bend, Indiana. Bennett presentó los resultados de su equipo hoy, en Atlanta, en la 195ava reunión de la American Astronomical Society.
Los descubrimientos sugieren también que los agujeros negros de masa estelar no requieren algún tipo de interacción en un sistema estelar doble para formarse, sino que también podrían producirse con el colapso de estrellas masivas aisladas, como ha sido propuesto desde hace tiempo por los teóricos estelares.
La gravedad del agujero negro actúa como un poderoso lente, curvando la luz de una estrella de fondo para que aparezca como dos imágenes separadas, cuando el agujero negro lentamente se coloca enfrente de ella. El ángulo de la curvatura es cerca de 100 veces menor que la resolución angular del Hubble, de modo que las dos imágenes distorsionadas de la estrella no pueden ser separadas, incluso en las imágenes de alta resolución del Hubble.
Sin embargo, la gravedad del agujero negro también amplifica estas imágenes estelares, causando su abrillantamiento cuando el agujero negro pasa por delante. El equipo de Bennett estaba buscando estos pasajes, los llamados eventos de micro-amplificación gravitacional.
El cuidadoso análisis de estos dos eventos revela que los objetos que hacen de lentes son de aproximadamente seis Masas Solares.
Si los objetos fuesen estrellas ordinarias con esta masa, serían más brillantes que la estrella de fondo.
Las masas son también demasiado grandes para que sean enanas blancas o estrellas de neutrones.
Esto deja a un agujero negro como la mejor explicación.
Esta técnica de detección de micro-amplificación,
combinada con la extraordinaria resolución del Hubble para detallar la estrella amplificada,
abre la posibilidad de buscar agujeros negros solitarios,
y determinar si contribuyen a la largamente buscada "materia oscura" de las galaxias.
Estos eventos de micro-amplificación fueron descubiertos en 1996 y 1998 por el Massive Compact Halo Object (MACHO) Collaboration con el National Science Foundation, utilizando el telescopio de 1,3 metros en el Mount Stromlo Observatory en Canberra, Australia, mientras la amplificación estaba todavía en aumento. El rápido descubrimiento y anuncio de estos eventos permitió su preciso seguimiento por el Global Microlensing Alert Network (GMAN) desde el telescopio de 0,9 metros en el Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO), y el proyecto Microlensing Planet Search (MPS), con el telescopio de 1,9 metros, también en Mount Stromlo.
El equipo del MACHO estudia decenas de millones de estrellas en la dirección del centro de nuestra Galaxia, donde el campo estelar está muy congestionado, aumentando los chances de observar los raros eventos de micro-amplificación. Ambos eventos fueron de excepcionalmente larga duración, 800 y 500 días respectivamente, lo que sugiere que los objetos causantes son de gran masa.
Se hicieron observaciones de seguimiento con el Hubble el 15 de Junio de 1999
para identificar claramente la estrella amplificada en el primer evento, y hacer una precisa medición de su brillo después del evento.
El campo del Hubble indica que la estrella amplificada estaba mezclada con dos estrellas vecinas de brillo similar,
que no podían ser separadas en la imágenes de inferior resolución, basadas en tierra.
La identificación del Hubble de la estrella amplificada permitió una estimación precisa de la masa del agujero negro.
El evento de 1998 fue más brillante, y el modelar las mediciones basadas en tierra permitió a los astrónomos determinar el brillo de la estrella amplificada, pero esta determinación espera confirmación de futuras imágenes del Hubble.
Han habido más de 300 ocasiones de micro-amplificación gravitacional observadas hacia las regiones centrales de nuestra Galaxia hasta la fecha. Los eventos de mayor duración pudieron ser causados por lentes muy masivos, o por un lento movimiento relativo entre el lente y la fuente, pero se requería información adicional para determinar los parámetros del evento. Esta información adicional fue obtenida por los grupos GMAN y MPS utilizando el telescopio de 0,9 metros en el CTIO, y él de 1,9 metros en Mount Stromlo, en la forma de una asimetría en el patrón temporal de amplificación, debido a el movimiento orbital de la Tierra. Esta asimetría se conoce como el paralaje de micro-amplificación, y es similar al efecto de paralaje que produce la distancia a las estrellas cercanas.
Para versiones de mayor resolución de las imágenes en esta página, enlace con Lone Black Holes Discovered Adrift in the Galaxy (PR00-03) (en el Web site del STScI).
Para información sobre Agujeros Negros, enlace con Agujeros Negros, del Royal Greenwich Observatory (en ARVAL).
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contrato con el Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD.
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre NASA y la
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Actualizada: Enero 15 '00
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