El agujero negro de menor masa observado hasta ahora

Por Francisco R. Villatoro, el 2 noviembre, 2019. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science ✎ 13

Los primeros agujeros negros se observaron en sistemas binarios, gracias a la emisión en rayos X de sus discos de acreción de materia. Cuando el agujero negro está inactivo (no acreta materia de su compañera), la observación debe usar un método indirecto, similar a los usados en la búsqueda de los exoplanetas. Se publica en Science la observación de un agujero negro con entre 2.6 y 6.1 masas solares en el sistema binario J05215658. No se ha observado emisión de rayos X, luego parece que no consume materia de su estrella compañera, una estrella gigante de 3.2 ± 1.0 masas solares. Este agujero negro es el primero con una masa en el llamado salto de masa  (mass gap), es decir, intermedia entre las estrellas de neutrones (menos de 2.5 masas solares) y los agujeros negros en binarias de rayos X (más de 10 masas solares).

Por supuesto, como ocurre con los exoplanetas, este nuevo agujero negro es solo un candidato hasta que sea confirmado de forma independiente. La mediana para su masa es de 3.3 masas solares (3.3+2.8−0.7 M☉) y la mediana para su diámetro es de unos 19 km; se encuentra a una distancia de la Tierra de unos diez mil años luz. Hay otros candidatos a agujeros negros de baja masa en binarias de rayos X, pero su incertidumbre en masa es grande; en concreto, GX 339-4, con una masa entre 2.3 y 9.5 M☉, y 4U 1543-47, con una masa entre 2.7 y 7.5 M☉.

El artículo es Todd A. Thompson, Christopher S. Kochanek, …, Kevin Covey, “A noninteracting low-mass black hole–giant star binary system,” Science 366: 637-640 (01 Nov 2019), doi: https://doi.org/10.1126/science.aau4005, arXiv:1806.02751 [astro-ph.HE] (07 Jun 2018); algunos medios se han hecho eco, como Neel V. Patel, “Scientists have spotted a tiny black hole that may be just 12 miles across,” MIT Technology Review, 01 Nov 2019.

Ciertos rumores este verano han apuntado a que el Run O3 de LIGO-Virgo ha observado las ondas gravitacionales producidas en la fusión de dos agujeros negros con una masa en el mass gap. Sin embargo, hasta que dicha observación no se publique de forma oficial, no sabremos si está confirmada o no lo está. En cualquier caso, ya no será la primera vez que se observa un agujero negro con dicha masa, pues se han adelantado los autores del nuevo artículo en Science.

El nuevo agujero negro en el sistema binario J05215658 se ha descubierto en el catálogo APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment) de estrellas cercanas al centro galáctico observadas con luz infrarroja. Se han buscado variaciones fotométricas entre las doscientas estrellas del catálogo con mayor velocidad, dado que apuntan a sistemas binarios. Entre ellas la única que apunta de forma clara a un agujero negro es 2MASS J05215658+4359220, que está en la constelación de Auriga (el cochero), en el hemisferio norte, por encima de la famosa constelación de Orión; cuyo nombre abreviado es J05215658.

Este sistema binario muestra dos cuerpos en órbita casi circular con un periodo orbital de ≃ 83.2 ± 0.06 días y una excentricidad de ≃ 0.0048 ± 0.0026; la semiamplitud de la velocidad radial es ≃ 44.6 ± 0.1 km/s. Las estimaciones de la masa del cuerpo no observado apuntan a un cuerpo compacto con más de 2.6 masas solares, luego sería un agujero negro con masa en el salto de masa. ¿Se confirmará de forma independiente que es un agujero negro? En su caso sería el primero con una masa en el salto de masa. Pero, como siempre, debemos ser cautos. Toda observación pionera debe ser confirmada, incluso si se publica en Science (donde no se publicará su confirmación).



13 Comentarios

  1. Hace unos días, en un diario generalista, salía esta noticia en la sección de Ciencia. En la sección de comentarios, apareció el clásico “maestro liendres, que de todo opina, pero de nada entiende”. Uno que lo mismo opina de la paella valenciana, de la extinción de los koalas o en este caso de Astrofísica. De los que sientan cátedra en todo lo que dicen, vamos.

    Opinar sobre el Barça, o sobre cuestiones filosóficas, tiene un pase, porque muchas veces son opiniones subjetivas según los gustos y preferencias personales del opinantes, sin que en la mayoría de los casos se pueda establecer ningún criterio objetivo que otorgue preponderancia a una opinión sobre la otra. Cuestión de gustos, vamos.

    Pero hacerlo sobre un tema de Física, o de Ciencias en general, sin saber lo imprescindible, no tiene un pase. Por supuesto, cada uno es libre de opinar sobre lo que se quiera y todos merecen respeto. Pero en cuestiones científicas, no todas las opiniones valen igual, porque en Ciencia se requiere un rigor.

    El individuo decía sin empacho que el descubrimiento demostraba que dicho agujero negro era la causa de las glaciaciones y del cambio climático. Y se quedó tan ancho. El tipo se hacía llamar San Agustín. Cuando otros comentaristas y yo le respondimos, el hombre replicó con otra serie de absurdos disparatados que demostraban que sus conocimientos de Física básica no llegaban ni al nivel de un estudiante de la ESO. En especial, su ignorancia de la gravedad era palmaria. Omito los exabruptos y ataques personales en mi contra por el mero hecho de recomendarle que lea algo de Física básica para entender el asunto.

    La respuesta que varios le dimos es que, a la distancia a la que se encontraba el sistema binario, su influencia gravitatoria sobre nuestro sistema estelar era despreciable. Concretamente, le expliqué, para que me entendiera, que probablemente una pelota de tenis en Australia tendría más influencia gravitatoria en nosotros que el supuesto sistema binario. Y le recordé que en el artículo original, el AN era solo un candidato pendiente de verificación. Y que incluso el autor no descartaba que fuera una estrella de neutrones (an unexpectedly massive neutron star) con una masa superior a lo esperado en un objeto estelar de estas características.

    La verdad es que en las páginas de comentarios de los diarios ves con frecuencia, con demasiada frecuencia, este tipo de personajes, cazurros ilustrados, que nunca se han esforzado lo más mínimo en dedicarle unas horas a intentar comprender lo básico de la Ciencia y el Universo que nos rodea, repleto de maravillas. Y no solo no se avergüenzan de su ignorancia en Ciencias, sino que están orgullosos de ella y reclaman respeto para todas sus ocurrencias, que elevan a la categoría de verdad absoluta, y que casi siempre tiene además tintes políticos.

    Es espeluznante la falta de cultura en general, y en Ciencia en especial, que hay hoy en día en España. Y es preocupante, porque esto va a tener consecuencias económicas y sociales graves para el país. Bueno, las tiene ya. Porque este asunto va más allá de la falta de comprensión sobre cómo funciona la gravedad. Eso es anecdótico. No dejo de recordar algunos pasajes de un libro de Sagan de los 90, que ya presagiaba la era oscura que se avecinaba en Occidente por la falta de voluntad política para impulsar la educación científica en nuestros países, dotando de recursos a centros educativos y apoyando a los docentes. Y cómo otros países, que sí cultivaban dicha educación, nos comerían la tostada, siendo mucho más competitivos y dejando rezagados a países como España. Perdonad la reflexión un poco tangencial al artículo sobre el mini-AN, pero quería expresar mi tristeza por este tipo de cosas que a buen seguro no os será ajena a ninguno de los habituales de por aquí.

    SalU2

    1. Sagutxo, yo no se de que estás hablando ¿personas que entran a poner estupideces en páginas de ciencia? ¿falta de cultura científica? Nunca he visto nada de eso 😀
      Por supuesto tienes mucha razón, no conozco las cifras reales pero parece evidente que solo un porcentaje muy pequeño de la población tiene un verdadero interés por temas científicos. La gente que “mola” son raperos, influencer, futbolistas o mujeres de toreros, esta gente fomenta enormemente el progreso de la humanidad: nos explican en magníficos tutoriales que colonia usar, como evitar la caída del cabello con zumo de piña o como prevenir el alzheimer clavándose agujas en las orejas 😀 Además, la gente cree en estas estupideces precisamente por su ignorancia científica, existen en el mercado innumerables productos cuyas supuestas propiedades no tienen ninguna base científica, esto es, directamente, una enorme estafa. La ignorancia científica tiene un precio, un precio que al final pagamos todos como tu bien dices.
      También creo que, en la parte positiva, un cierto número de personas han contemplado la belleza de la naturaleza en blogs como este y se han iniciado en el mundo de la ciencia gracias a personas como Francis. Por eso su labor es impagable, sin ellos la ignorancia científica sería aun más grande.
      Es triste que la mayoría de la gente pase por el mundo sin admirar su belleza natural, sus leyes más profundas, sus fenómenos más fascinantes… aún así, la ciencia debe continuar su labor mostrando al resto la salida de la cueva y las pruebas del mundo que hay fuera de ella.
      Un saludo Sagutxo.

  2. No sabéis qué razón lleváis, la que se nos viene encima da miedo. Yo ando en mi último año ( el 32) de clase como profesor de FyQ y el erial que se nos aproxima es , en dos palabras, aluci nante. Los temarios se han ido reduciendo más y más y lo que queda es surrealista, por ejemplo, en Física las rotaciones y sistemas de partículas han desaparecido pero , sin embargo, tenemos un trimestre de MCuántica y Relatividad. Tengo la costumbre de usar una clase al mes para cuestiones y preguntas relacionadas con la ciencia (suelo usar Naukas a menudo con ellos) y nunca más allá de 2 ó 3 alumnos hacen alguna pregunta que no sea un disparate (del tipo ¿de verdad fue el hombre a la luna?), los demás de limitan a escuchar y yo secretamente -y dudando mucho- espero que algo se les quede, como la parábola del sembrador. La brecha entre los que saben y los que no saben (tronistas de la ignorancia) se va agrandando, y con ellas todos los otros aspectos socieconómicos. Nuestro sistema educativo está agonizando, pero nadie va a decirlo, aunque -eso sí- nos tiraremos años y años hablando de como mejorarlo cambiando leyes (LOE LOGSE LOMCE LOE….me da la risa) para nada.
    España es ya es un inmenso parque temático para las vacaciones de Europa y del mundo; tenemos sol, playas, chiringuitos, castillos, cocina “modelna”, tradiciones de todas clases, museos, buenas carreteras, hoteles y restaurantes….. con los que entretener y culturizar -curiosamente- a los foráneos mientas que los de aquí somos buenos camareros y recepcionistas, pero nada de economía industrial/ científica que esa da muchos quebraderos de cabeza.
    La cosa empeorará con el paso del tiempo y la llegada de nuevos profesores (ya he conocido alguno) cuya gran preocupación es decir alumnos y alumnas, profesores y profesoras ( ya se está empezando a “recomendar” usar terminología asexista, tipo estudiante o docente) y explicar el temario sin más.
    Perdonad este rollo ya conocido por todos pero me uno a vuestro pesar por esto de la ciencia.

    1. Toda la razón.
      El otro dia en el trabajo, un compañero que es Ingeniero Electrico, va y salta que hay una maquina que con imanes funciona perpetuamente, insisto, Ingeniero Electrico.

    2. Buen comentario Jorge Romero.

      La única solución real a los planteamientos de Sagutxo y Planck es la educación. En lo personal soy optimista, creo en que la mayoría de las personas tienen una curiosidad genuina por las ciencias básicas; pero también creo que la “educación formal (adoctrinamiento)” pervierte esta componente humana y engendra esos trols que abundan en internet. La única forma de detener esto es con educación y si los docentes están preocupados por cualquier otra cosa que no sea transmitir el pensamiento científico, poca esperanza tenemos.

      Saludos a todos.

  3. Hola buenas, Francis.
    El otro día leí un artículo sobre estrellas de neutrones y en ese artículo se especulaba con la idea teórica de estrellas de quarks. Se daban unos rangos concretos en masas solares, el caso es que (por lo que recuerdo, que puedo estar equivocado) eran bastante similares a las cantidades aquí expresadas. ¿Este candidato a agujero negro excluye que sea una estrella de quarks? ¿Se podría saber sólo por la masa? ¿O al ser algo tan hipotético se ha asumido directamente que es un agujero negro?

    gracias

    1. Alberto, el espectro permite diferenciar una estrella de neutrones de una hipotética de quarks, pero si no se observa nada, como en este caso, todo apunta a agujero negro (si no, también se hablaría de posible estrella de neutrones de alta masa o a estrella de quarks).

      1. Francis:

        Respecto a lo que comentas ” (si no, también se hablaría de posible estrella de neutrones de alta masa o a estrella de quarks).”

        En el abstracto del artículo el autor no descarta una estrella de neutrones más grande de lo esperado: “indicating that it is a noninteracting low-mass black hole or an unexpectedly massive neutron star”

        SalU2

  4. La verdad es que antes que nada quisiera pedir disculpas a Francis por iniciar un comentario que es más sociológico que científico. Y dar las gracias a Planck, Jorge, Aton y Ramiro por sus comentarios. En realidad, esta inquietud la tengo desde hace mucho y va creciendo, hasta el punto que no he podido evitar comentarlo al ver la noticia aquí y ser la misma que aparecía en cierto diario. Y probablemente a vosotros os pase lo mismo desde hace ya bastante. Me consta que a Planck esto le ronda la cabeza desde hace años.

    Por cada blog como el de Francis que difunde la Ciencia o el pensamiento crítico, hay tropecientos que fomentan el aborregamiento, el hedonismo y el narcisismo. La estupidez, vamos. Con una generación que, en su mayoría, no son capaces de mantener su atención si leen un texto con más de 140 caracteres, el futuro se presenta muy siniestro. Y si encima las personas jóvenes (y personos jóvenas 🙂 ) inteligentes y bien preparadas, que también las hay gracias a Dios, no encuentran en el mercado laboral puestos acordes a su valía, y se tienen que ir a otro país, ya es para deprimirse del todo.

    Hay algo que estos grandiosos líderes que tenemos parece que no tienen en cuenta. La capacidad educadora de la Ciencia va más allá de aprender la tabla periódica o que el electromagnetismo es una de las fuerzas fundamentales. La Ciencia es una disciplina del pensamiento, una gimnasia cerebral que puede ser muy beneficiosa en todos los órdenes de la vida. Nos enseña a analizar, ser críticos, estructurar las ideas, contrastar la realidad con nuestros conceptos, a no ser esclavos de ningún dogma ni verdad absoluta… Quizás a alguien no le interese tener ciudadanos así, pues podrían cuestionar algunos aspectos del comportamiento de los políticos y su liderazgo. Un ciudadano que tiene capacidad de análisis crítico a lo mejor es menos dócil que el que no la tiene y es más difícil engañarle.

    Por eso, no interesa que se muestre a la gente la salida de esa cueva de la que habla Plank. Y lo que relata Jorge lo he visto a través de mi sobrina, que es profesora de Bachiller en un Instituto de enseñanza pública, y que me ha contado historias que no son hechos aislados, sino la norma y el pan de cada día de muchos docentes en España, mostrando un deterioro sociocultural dantesco. No me extraña nada la anécdota que cuenta Aton.

    Todo el asunto pasa sin duda por la educación, como apuntan Jorge y Ramiro. El otro día escuchaba en la radio un reportaje sobre la educación en Finlandia y, al comparar su sistema con España, daban ganas de llorar. Y no es porque en España no haya excelentes docentes, ni alumnos ávidos de aprender, ¡qué va! Pero la falta de altura de miras por parte de la partitocracia actual para alcanzar un acuerdo nacional por una educación de calidad es la fuente de que la brecha que se ha abierto entre países como España y Finlandia no pare de crecer. Y no parece que esto vaya a mejor. A veces le doy gracias a Dios por ir haciéndome viejo y no tener que ver la que se avecina.

    Para cambiar de tercio, interesante el artículo y habrá que esperar los resultados de otros investigadores sobre el supuesto sistema. Veo que las mediciones tienen mucha incertidumbre y quizás el supuesto AN de 3.3M (de media) se desvanezca con medidas más precisas. Aunque lo mejor que podría pasar es que se confirme, pues abriría muchas interrogantes y replantearse algunas cuestiones sobre evolución estelar.

    Saludos a todos.

  5. Hola,lo entiendo y no, yo no pude estudiar, tuve que trabajar pronto,
    pero me gusta la Ciencia,no vivo de Ella pero si vivo gracias a Ella.
    Nací de cesárea y de pequeño me llenaron de antibióticos,solo
    puedo darle las gracias.
    Siempre me gusto,pero no tengo cimientos ni pilares,
    si se algo es gracias a la Mula Francis y por supuesto a todos
    vosotros, pero no es mucho.

    Pero recuerdo 2 lecciones (las mejores del mejor maestro que se pueden dar) de
    Física Cuántica (no miento).

    Pero ¿por qué empezar por el tejado? con alguien que no tiene ni cimientos
    ni pilares,
    por que el mejor Arquitecto y Físico quiere cargar el tejado a quien no
    tiene cimientos ni pilares, como aguantar esa carga.

    Solo tengo la Fe que me enseño mi Madre y a la Ciencia.

    Un saludo y gracias.

  6. Un comentario ya para cerrar, fuera de lugar y a destiempo……
    ……apoyo totalmente a Sagutxo, la ciencia no es saberse tal ecuación o tal otra, es humildad de no saber, aprender, equivocarse y volver a empezar, sabiendo que hay que ser críticos para extraer lo mejor de cada persona y evitar irracionalidades que no llevan a ninguna parte. Cuanto más sabes más puertas se te abren y más fácil es escapar de los fanatismos y salvadores de medio pelo. Cada uno disfruta de la vida como puede, sabe o le han enseñado pero el cerebro lo tenemos para darnos cuenta de que a veces lo que nos han enseñado -con la mejor de las intenciones o porque no había en ese momento otra cosa- hay que mejorarlo (como bien hace Miguel, chapeau por ti!) y disfrutar de lo nuevo que aprendemos.
    Como no quiero estropear mi párrafo anterior, me ha salido “niquelado”, me espero al 28 de diciembre para hablaros de nuestras leyes de educación.
    Un saludo a todo los Naukianos y a seguir disfrutando de la ciencia y la vida.

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