Un equipo internacional de astrónomos identificó el mayor agujero negro estelar descubierto hasta ahora en nuestra galaxia. El objeto, que tiene 33 masas solares y fue clasificado como Gaia BH3, fue detectado en los datos de la misión Gaia de la Agencia espacial Europea.

Gaia BH3 se encontró cuando el equipo revisaba las observaciones de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA) mientras preparaba una nueva publicación de datos. Detectó el extraño movimiento de "bamboleo" que impone a la estrella compañera que lo orbita

Los agujeros negros de masa estelar se crean cuando una estrella grande se queda sin combustible y colapsa. El nuevo descubrimiento es un hito y representa la primera vez que se encuentra un gran agujero negro con tal origen cerca de la Tierra, según publicó el sitio especializado Space.com sobre la investigación del equipo publicada en la revista Astronomy & Astrophysics.

El agujero negro de masa estelar, denominado Gaia-BH3, es 33 veces más masivo que nuestro sol, el anterior agujero negro más masivo de esta clase encontrado en la Vía Láctea fue un agujero negro en una binaria de rayos X en la constelación de Cygnus (Cyg X-1), cuya masa se estima en alrededor de 20 veces la del sol. El agujero negro de masa estelar promedio en la Vía Láctea es aproximadamente 10 veces más pesado que el sol.

Gaia-BH3 se encuentra a sólo 2.000 años luz de la Tierra, lo que lo convierte en el segundo agujero negro más cercano a nuestro planeta jamás descubierto. El agujero negro más cercano a la Tierra es Gaia-BH1 (también descubierto por Gaia), que se encuentra a 1.560 años luz de distancia. Gaia-BH1 tiene una masa alrededor de 9,6 veces la del Sol, lo que lo hace considerablemente más pequeño que este agujero negro recién descubierto. 

Por supuesto, Gaia-BH3 es poca cosa en comparación con el agujero negro supermasivo que domina el corazón de la Vía Láctea, Sagitario A* (Sgr A*), que tiene una masa 4,2 millones de veces la del sol. Los agujeros negros supermasivos como Sgr A* no se crean por la muerte de estrellas masivas sino por fusiones de agujeros negros cada vez más grandes.

Todos los agujeros negros están marcados por un límite exterior llamado horizonte de sucesos, punto en el que la velocidad de escape del agujero negro supera la velocidad de la luz. Eso significa que un horizonte de sucesos es una superficie unidireccional que atrapa la luz más allá de la cual ninguna información puede escapar. Como resultado, los agujeros negros no emiten ni reflejan luz, lo que significa que sólo pueden "verse" cuando están rodeados de material del que se alimentan gradualmente. A veces, esto significa que un agujero negro en un sistema binario extrae material de una estrella compañera, que forma un disco de gas y polvo a su alrededor.

La tremenda influencia gravitacional de los agujeros negros genera intensas fuerzas de marea en esta materia circundante, haciendo que ésta brille intensamente con material que se destruye y consume, emitiendo también rayos X. Además, el material del que no se alimenta el agujero negro puede canalizarse hacia sus polos y expulsarlo en forma de chorros a velocidad cercana a la de la luz , que van acompañados de emisión de luz.

Todas estas emisiones de luz pueden permitir a los astrónomos detectar agujeros negros. La pregunta es: ¿cómo se pueden detectar los agujeros negros "latentes" que no se alimentan del gas y el polvo que los rodea? Por ejemplo, ¿qué pasa si un agujero negro de masa estelar tiene una estrella compañera, pero las dos están demasiado separadas para que el agujero negro pueda arrebatar materia estelar a su compañera binaria?.

En casos como este, el agujero negro y su estrella compañera orbitan un punto que representa el centro de masa del sistema. Este también es el caso cuando una estrella está orbitada por una compañera ligera, como otra estrella o incluso un planeta.

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Orbitar el centro de masa provoca una oscilación en el movimiento de la estrella, que es visible para los astrónomos. Debido a que Gaia es experta en medir con precisión el movimiento de las estrellas , es el instrumento ideal para ver este bamboleo.

El Grupo de Trabajo sobre Agujeros Negros de Gaia se dedicó a buscar oscilaciones extrañas que no pudieran explicarse por la presencia de otra estrella o un planeta y que indicaran un compañero más pesado, posiblemente un agujero negro. Al centrarse en una vieja estrella gigante en la constelación de Aquila, ubicada a 1.926 años luz de la Tierra, el equipo encontró una oscilación en la trayectoria de la estrella. Esa oscilación sugiere que la estrella está atrapada en un movimiento orbital con un agujero negro inactivo de masa excepcionalmente alta. Los dos están separados por una distancia que va desde la distancia entre el Sol y Neptuno en su punto más ancho y nuestra estrella y Júpiter en su punto más cercano.

Gracias a la sensibilidad de Gaia, el Black Hole Task Force también pudo imponer restricciones a la masa de Gaia-BH3 y descubrió que poseía 33 masas solares. Sin embargo, el sistema Gaia-BH3 seguramente será de gran interés para los científicos por algo más que su proximidad a la Tierra y la masa de su agujero negro. La estrella de este sistema es una estrella subgigante que es aproximadamente cinco veces más grande que el Sol y 15 veces su brillo, aunque es más fría y menos densa que nuestra estrella. La estrella compañera Gaia-BH3 está compuesta principalmente de hidrógeno y helio, los dos elementos más ligeros del universo, careciendo de elementos más pesados, que los astrónomos (de forma un tanto confusa) llaman "metales".

El hecho de que esta estrella sea "pobre en metales" sugiere que la estrella que colapsó y murió para crear Gaia-BH3 también carecía de elementos más pesados. Se espera que las estrellas pobres en metales pierdan más masa que sus contrapartes más ricas en metales durante su vida, por lo que los científicos se han preguntado si pueden mantener suficiente masa para generar agujeros negros. Gaia-BH3 representa el primer indicio de que las estrellas pobres en metales pueden hacerlo. 

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