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| Representación artística del agujero negro binario de rayos X V404 Cygni. Crédito: Jorge Lugo |
Los agujeros negros suelen descubrirse en parejas, conocidas como sistemas binarios, en los que un agujero negro está gravitacionalmente unido a otro objeto, como una estrella o una estrella de neutrones. Sin embargo, un descubrimiento revolucionario está cambiando esta narrativa. Investigadores del MIT y el Caltech han identificado un «triple agujero negro» en el sistema V404 Cygnus, ampliando nuestra comprensión de las formaciones de agujeros negros y sus compañeros celestes.
Publicado en Nature, el estudio revela que V404 Cygnus no es sólo un sistema binario. Consiste en un agujero negro central que devora una pequeña estrella que lo orbita de cerca cada 6,5 días, mientras que una segunda estrella, mucho más distante, orbita el agujero negro aproximadamente cada 70.000 años. El vínculo gravitatorio de esta compañera lejana con el agujero negro plantea preguntas intrigantes sobre su origen.
Normalmente, los agujeros negros se forman a partir de explosiones de supernova, que expulsan las capas externas de una estrella en un estallido espectacular. Una explosión de este tipo debería haber expulsado a la estrella distante de las garras gravitatorias del agujero negro. Esto llevó a los investigadores a proponer que el agujero negro de V404 Cygnus podría haberse formado a través de un proceso más suave llamado «colapso directo», en el que una estrella colapsa silenciosamente en un agujero negro sin una explosión violenta, permitiendo que los objetos distantes permanezcan en órbita.
Kevin Burdge, becario Pappalardo en el MIT y autor principal del estudio, se muestra entusiasmado por las implicaciones de este descubrimiento. «Este sistema es muy interesante para la evolución de los agujeros negros», afirma Burdge. «Plantea preguntas sobre si hay más triples ahí fuera y cómo se forman estos sistemas».
El descubrimiento fue fruto de la casualidad. Burdge y su equipo estaban rastreando datos astronómicos con Aladin Lite, una herramienta que agrega observaciones de telescopios de todo el mundo. Cuando Burdge revisó las imágenes de V404 Cygnus, observó dos manchas de luz que indicaban la presencia de dos estrellas. Una era el agujero negro con su estrella interior, mientras que la otra fuente de luz, sorprendentemente, era una estrella lejana no vinculada previamente al agujero negro.
Análisis posteriores realizados con datos del satélite Gaia confirmaron que las estrellas interior y exterior se movían en tándem, lo que sugería un vínculo gravitatorio. «Es casi seguro que no se trata de una coincidencia o un accidente», afirma Burdge. «Estas estrellas se siguen mutuamente debido a la gravedad, lo que confirma un sistema triple».
Para entender cómo se formó el sistema, Burdge realizó miles de simulaciones, explorando varios escenarios. Las simulaciones sugirieron que el colapso directo era el proceso de formación más plausible, ya que una supernova habría expulsado a la estrella exterior hace mucho tiempo.
La estrella exterior también proporcionó pistas sobre la edad del sistema. Las observaciones mostraron que la estrella exterior se está convirtiendo en una gigante roja, una etapa tardía de su ciclo vital. Esto indica que el sistema tiene unos 4.000 millones de años, lo que ofrece una visión poco frecuente del ciclo vital de un antiguo agujero negro.
Este descubrimiento no sólo desafía nuestra comprensión de la formación de los agujeros negros, sino que también abre nuevas vías para explorar sistemas similares. La presencia de un triple agujero negro en V404 Cygnus apunta a la complejidad y diversidad de los sistemas de agujeros negros de nuestro universo.