La falta de agujeros negros en telescopios es causada por sesgos

La falta de agujeros negros masivos en los datos del telescopio es causada por sesgos - SRON

   MADRID, 10 Nov. (EUROPA PRESS) -

   Sesgos en la observación de los telescopios explican que no se detecten agujeros negros de masa estelar mayores que 20 veces el sol, aunque se sepa que existen por la radiación de ondas gravitacionales.

   Es la conclusión de la investigación sobre estos resultados aparentemente dispares que ha realizado un equipo de astrónomos dirigido por Peter Jonker, del SRON Netherlands Institute for Space Research.

   En 2015, las instalaciones de LIGO detectaron ondas gravitacionales por primera vez. Fueron emitidos por dos agujeros negros masivos de varias decenas de la masa del sol en proceso de fusión. Este descubrimiento sacudió al universo, y también a la comunidad astronómica, porque pocos astrónomos habían predicho que existirían agujeros negros tan masivos, y mucho menos que podrían fusionarse. Antes de las detecciones de ondas gravitacionales, nuestros telescopios convencionales habían encontrado pruebas de la existencia de agujeros negros de masa estelar en unos 20 casos.

   Sin embargo, nunca se había encontrado ninguno que fuera tan masivo como los que ahora se observan a través de la radiación de ondas gravitacionales emitida durante la fusión. Hasta ahora, se han detectado alrededor de 50 de estos pares de agujeros negros fusionados. Los telescopios aún no han encontrado tales agujeros negros.

   Esta disparidad puede explicarse en parte por el mayor volumen del universo que están probando los detectores de ondas gravitacionales. LIGO-Virgo puede encontrar agujeros negros más masivos con mayor facilidad porque sus ondas son más fuertes en relación con las de los agujeros negros más ligeros, lo que implica que estos podrían ser eventos raros pero ruidosos. ¿Pero cero detecciones de tales agujeros negros usando telescopios? Los agujeros negros, o al menos su entorno cercano, se iluminan cuando devoran lentamente a una estrella compañera. Mediante mediciones del movimiento orbital de la desventurada estrella, se puede determinar la masa del agujero negro.

   Un equipo de astrónomos dirigido por Peter Jonker (Instituto de Investigación Espacial SRON de los Países Bajos / Universidad de Radboud) se dio cuenta de que las observaciones del telescopio están sesgadas en contra de la detección de agujeros negros masivos. Estos agujeros negros masivos pueden, en principio, observarse si comen masa de una estrella compañera. Sin embargo, las circunstancias para esas observaciones han sido demasiado difíciles en la práctica, lo que explica la falta de detección de agujeros negros masivos a través de observaciones telescópicas. Los agujeros negros más grandes se forman mediante la implosión de estrellas masivas, en lugar de la explosión de estrellas masivas ("supernova").

   Formados a través de una implosión, estos enormes agujeros negros permanecen en el mismo lugar donde nació su predecesor (la estrella masiva), el plano de la galaxia Vía Láctea. Sin embargo, eso significa que permanecen envueltos en polvo y gas. Sus hermanas y hermanos de agujeros negros más ligeros, nacidos de estrellas masivas a través de explosiones de supernovas, experimentan una patada que los expulsa del plano de la Vía Láctea, haciéndolos más fácilmente observables para nuestros telescopios que miden su masa.

   Lo que agrava este sesgo, como lo descubrieron Jonker y sus colegas, es que cualquier estrella compañera de un agujero negro masivo debe orbitar a una distancia relativamente grande, por lo que es más raro que una estrella compañera sea devorada en un frenesí observable. Estos episodios son los que delatan la existencia y ubicación de los agujeros negros. Por lo tanto, los agujeros negros más masivos raramente revelarán su ubicación.

   El inminente lanzamiento del telescopio espacial James Webb (JWST) el 18 de diciembre permitirá a los astrónomos probar estas ideas. JWST permitirá por primera vez la medición de la masa de varios sistemas de candidatos a agujeros negros en el plano de la Vía Láctea, señala el equipo investigador.

   JWST será sensible a la luz infrarroja, y dicha luz se verá mucho menos afectada por el polvo y el gas que la luz óptica que suelen utilizar los telescopios terrestres. Además, el gran tamaño de JWST y su ventajosa posición en el espacio permiten a JWST elegir la estrella correcta para estudiar entre los millones de estrellas en el plano de la Vía Láctea. Finalmente, al estar por encima de la atmósfera terrestre, JWST no se verá obstaculizado por la luz infrarroja emitida por la atmósfera.