Identifican un agujero negro pequeño, pero voraz

Hace tres décadas, uno de los primeros telescopios capaces de captar rayos X en el espacio detectó un tipo de objeto desconocido que brillaba más que cualquier estrella, pero mucho menos que otras fuentes identificadas, como los núcleos de galaxias activas. Los nuevos objetos se bautizaron como fuentes X ultraluminosas (ULX).

Ahora, un grupo internacional de científicos, en el que participa un investigador postdoctoral del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna (ULL), Fabien Grisé, ha descifrado el misterio, que se publica hoy en la revista Nature.

Resulta que lo que hace brillar tanto a la fuente ULX mejor estudiada no es, como muchos esperaban, un agujero negro de masa intermedia. La fuente ultraluminosa observada, llamada ULX P13, sí que alberga un agujero negro, pero uno de tipo estelar, pequeño, de menos de 15 masas solares.

¿Cómo explicar entonces su brillo en rayos X, muy superior al que generaría cualquier agujero negro estelar conocido?. Con una característica especial: el agujero negro de P13 come con una avidez mayor de lo habitual. "ULX P13 emite tanta energía porque alberga un agujero negro que come diez veces más rápido de lo que se creía posible; ése es uno de los resultados importantes de nuestro trabajo", subraya Grisé.

El cuadro completo de lo que ocurre en ULX P13, que está a 12 millones de años luz de aquí, es el siguiente. Para empezar no es un objeto, sino dos: una pareja formada por una estrella supergigante con 20 veces la masa del Sol y el agujero negro, explica un comunicado del IAC.

El agujero negro completa una órbita en torno a la estrella en 64 días, mientras absorbe parte de la masa de su compañera, y esa materia es que causa la gran luminosidad del sistema (los agujeros negros en sí no brillan, pero sí lo hace, y mucho, la materia que se acelera y calienta mientras cae absorbida por el sumidero cósmico).

"ULX P13 es una fuente muy brillante en rayos X, mucho más luminosa que los agujeros negros que hay en nuestra propia galaxia", explica Grisé. El misterio de la naturaleza de las ULX fue uno de los temas calientes de la Astrofísica de la pasada década.

Los nuevos telescopios permitían estudiar cada vez con más detalle las propiedades de la emisión en torno a los agujeros negros, pero las ULX seguían desafiando a los investigadores precisamente porque no se conseguía detectar a la estrella donante en ningún sistema.

Entender ULX P13 ha llevado varios años de observaciones con dos telescopios espaciales de rayos X: Chandra, de la NASA, y XMM-Newton, de la Agencia Espacial Europea (ESA). Además, desde Tierra, con telescopios de luz visible, se determinó la naturaleza de la estrella donante y se midió su órbita, la primera vez que se logra con una ULX.

Grisé cree que lo observado en la ULX P13 es aplicable a muchas otras fuentes de esta clase: "No diré que todas las fuentes ULX son agujeros negros estelares, pero sí considero que la mayoría de ellas pueden ser explicadas así".

Se descarta, por tanto, para la ULX P13 -y, si Grisé tiene razón, también para la mayoría de las fuentes ULX-, la que para muchos era la hipótesis preferida: que la causa del brillo es un agujero negro mediano, que son muy buscados por los astrónomos pero que todavía no se ha detectado ninguno con certeza.