Científicos ya observaron estrellas que orbitan alrededor del objeto “invisible, compacto y muy masivo”, conocido como Sagitario A*, en el centro de nuestra galaxia. La foto publicada esta jornada ayudó a comprobar que se trata de un agujero negro. En la foto no se puede ver el propio agujero negro debido a su completa oscuridad. Sin embargo, el gas brillante a su alrededor pone al descubierto la parte central oscura (llamada sombra) que está rodeada por una estructura en forma de anillo.

📢 Breaking news: Meet the Black Hole at the Centre of our Galaxy! Astronomers have unveiled the 1st image of the supermassive black hole at the centre of the Milky Way. The image was produced by a global research team @ehtelescope 📷EHT Collaboration pic.twitter.com/xcB3qt4La4

— ESO (@ESO) May 12, 2022

“La nueva vista capta la luz doblada por la poderosa gravedad del agujero negro, que es cuatro millones de veces más masivo que nuestro Sol”, explicó el EHT.

Dicho agujero negro se encuentra a unos 27.000 años luz de la Tierra, por lo que su tamaño en el cielo equivale a el de “un donut en la Luna”. Para obtener la imagen, los investigadores tuvieron que unir ocho observatorios de radio existentes en el mundo para formar así un único telescopio virtual. El equipo científico observó Sagitario A* a lo largo de múltiples noches, recogiendo datos durante muchas horas seguidas. El EHT comparó este proceso con el uso de una velocidad de obturación larga en una cámara.

El impresionante disco circumplanetario es unas 500 veces más grande que los anillos de Saturno y rodea un exoplaneta denominado PDS 70c, uno de los dos gigantes gaseosos similares en tamaño y masa a Júpiter que orbitan la estrella PDS 70, a casi 400 años luz de nuestro sistema solar. Los investigadores han visto muchos discos que rodean estrellas distantes y sospechaban que existían discos de formación de lunas alrededor de planetas como el identificado recientemente, pero esta es la primera vez que logran una confirmación al respecto.

1/ Astronomers made the first clear detection of a moon-forming disc around an exoplanet, using @ALMAObs , in which ESO is a partner.

🔗https://t.co/LjoIaSoBlR
Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al. pic.twitter.com/4ybtQJ6myt

— ESO (@ESO) July 22, 2021

Los astrónomos del ‘Observatorio Europeo Austral (ESO, por sus siglas en inglés)’ descubrieron PDS 70c en 2019 utilizando el sistema de Very Large Telescope, que incluye cuatro telescopios ópticos separados ubicado en Atacama (Chile). Esas observaciones, combinadas con imágenes de alta resolución del radiotelescopio ALMA les permitió concluir que el disco del PDS 70c contiene material que permitirá que se formen lunas alrededor del planeta, según se desprende del estudio. “Nuestras observaciones de ALMA se obtuvieron con una resolución tan exquisita que pudimos identificar claramente que el disco está asociado con el planeta, y podemos limitar su tamaño por primera vez”, afirmó en un comunicado la autora principal del estudio y astrónoma de la Universidad de Grenoble y la Universidad de Chile, Myriam Benisty.

Los científicos pudieron medir el diámetro del disco que es de aproximadamente la distancia entre la Tierra y el Sol (1 unidad astronómica, o aproximadamente 149.597.870 kilómetros). También encontraron que el disco contenía suficiente material para formar hasta tres satélites del tamaño de la Luna de nuestro planeta. “Estas nuevas observaciones también son extremadamente importantes para probar las teorías de la formación de planetas que no se pudieron probar hasta ahora”, apuntó en el mismo comunicado el coautor del estudio, Jaehan Bae.

Aparentemente, se refiere a las teorías de que los planetas se establecen en discos polvorientos alrededor de estrellas jóvenes, abriendo un camino a través de su órbita y ‘atiborrándose’ de material en el transcurso. A medida que un planeta crece, puede formar su propio disco circumplanetario que continúa alimentando al joven planeta con gas y polvo. Dentro de ese disco, las partículas de gas y polvo también chocan y pueden formar cuerpos cada vez más grandes, lo que eventualmente resulta en el nacimiento de lunas. Sin embargo, los astrónomos todavía no han podido comprender ni presenciar completamente estos procesos.

Según explicó el ‘Observatorio Europeo Austral (ESO)’, se percibe la repetición de algunos patrones a medida que los planetas giran alrededor de la estrella, algunos de los cuales se alinean cada pocas órbitas. Una resonancia similar se ha observado en las órbitas de tres de las lunas de Júpiter: Io, Europa y Ganímedes. Io, la más cercana a Júpiter de las tres, completa cuatro órbitas alrededor del planeta por cada órbita que hace Ganímedes, la más lejana, y dos órbitas completas por cada órbita de Europa.

Por su parte, los cinco exoplanetas de TOI-178 siguen una cadena de resonancia mucho más compleja, una de las más largas descubiertas hasta ahora en un sistema de planetas, dicen los científicos. Mientras que las lunas de Júpiter están en una resonancia de 4:2:1, los cinco planetas exteriores del TOI-178 siguen una cadena de 18:9:6:4:3. El estudio, liderado por el astrofísico Adrien Leleu de las universidades de Berna y de Ginebra, fue publicado este lunes en la revista ‘Astronomy & Astrophysics’. “Este resultado nos sorprendió, ya que las observaciones anteriores con el Satélite de Estudio de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA apuntaban hacia un sistema de tres planetas en el que dos planetas orbitan muy cerca”, explicó Leleu. Después de analizar datos del telescopio espacial CHEOPS, así como de los observatorios terrestres NGTS y SPECULOOS, los científicos vieron que “parecía que había más planetas de lo que se creía inicialmente”, según Leleu.

Los científicos no solo lograron medir los períodos y tamaños de los planetas (cuyo radio es entre 1,1 y 3 veces el de la Tierra, con masas de 1,5 a 30 veces la terrestre), sino también estimar sus densidades. En comparación con la forma armónica y ordenada en que los planetas orbitan alrededor de su estrella, sus densidades parecen ser bastante “desordenadas”: algunos planetas son rocosos pero más grandes que la Tierra, mientras que otros son gaseosos pero mucho más pequeños que Neptuno.

“Es la primera vez que observamos algo así. En los pocos sistemas que conocemos con tal armonía, la densidad de los planetas disminuye constantemente a medida que nos alejamos de la estrella. En el sistema TOI-178, un planeta terrestre denso como la Tierra parece estar justo al lado de un planeta muy esponjoso con la mitad de la densidad de Neptuno, seguido de uno muy similar a Neptuno”, indicó Kate Isaak, científica del proyecto para el Satélite de Caracterización de Exoplanetas (CHEOPS) de la Agencia Espacial Europea en un comunicado emitido por la ‘Universidad de Berna en Suiza’.

Una animación artística publicada por el ESO muestra las órbitas y movimientos de los planetas en el sistema TOI-178. Los planetas orbitan alrededor de su estrella central mucho más cerca y mucho más rápido de lo que la Tierra orbita alrededor del Sol. El planeta más interno (y más rápido) completa una órbita en dos días. Además, esta particular danza planetaria nos proporciona algunos detalles sobre el pasado del sistema TOI-178, concretamente que “este sistema ha evolucionado con bastante suavidad desde su nacimiento”, según el coautor del estudio, Yann Alibert, de la Universidad de Berna. Por su parte, Leleu agrega que “este contraste entre la armonía rítmica del movimiento orbital y las densidades desordenadas ciertamente desafía nuestra comprensión de la formación y evolución de los sistemas planetarios”.

“Esta es la primera vez que observamos una típica galaxia distante masiva de formación de estrellas en el universo a punto de ‘morir’ debido a una eyección masiva de gas frío”, dice Annagrazia Puglisi, de la Universidad de Durham en el Reino Unido, que es la investigadora principal del nuevo estudio, publicado en ‘Nature Astronomy’. Puglisi confesó que “estaba emocionada de descubrir una galaxia tan excepcional”. Los investigadores sugieren que esta espectacular pérdida de gas, a una velocidad equivalente a 10.000 Soles por año, se debió a una colisión con otra galaxia, algo que podría llevar a los astrónomos a reconsiderar su comprensión de cómo ‘mueren’ las galaxias.

Generalmente, se cree que los vientos causados ​​por la formación de estrellas y la actividad de los agujeros negros en los centros de galaxias masivas están detrás del lanzamiento de material de formación de estrellas al espacio, lo que pone fin a la capacidad de las galaxias para producir nuevas estrellas. No obstante, el nuevo estudio reveló que las fusiones galácticas también pueden ser responsables de la expulsión al espacio de combustible de formación de estrellas. “El ALMA ha arrojado nueva luz sobre los mecanismos que pueden detener la formación de estrellas en galaxias distantes. Ser testigo de un evento de disrupción tan masiva agrega una pieza importante al complejo rompecabezas de la evolución de las galaxias”, señaló Chiara Circosta, investigadora del University College London (Reino Unido).

“La idea de que una agujero negro ‘succione’ una estrella cercana suena a ciencia ficción, pero esto es exactamente lo que sucede en un evento de interrupción de mareas”, explicó Matt Nicholl, profesor e investigador de la Real Sociedad Astronómica en la Universidad de Birmingham (Reino Unido). El fenómeno fue detectado cuando los telescopios apuntaron hacia un nuevo destello de luz que sucedió el año pasado cerca de un agujero negro supermasivo a raíz del evento de disrupción de marea AT2019qiz —poco después de que la estrella fuera destruida—, ubicada en una galaxia espiral en la constelación de Eridanus.

“Cuando una desafortunada estrella vaga demasiado cerca de un agujero negro supermasivo del centro de una galaxia, el tirón gravitacional extremo del agujero negro desgarra a la estrella, arrancándole finas corrientes de material”, señaló por su parte Thomas Wevers, investigador postdoctoral de la ESO en Santiago de Chile. La agencia espacial indica que a medida que algunas de las finas hebras de materia estelar caen en el agujero negro, durante el proceso conocido como “espaguetificación”, se libera una “brillante llamarada de energía” que los astrónomos pueden detectar.

En este sentido, la ESO detalla que en un acontecimiento “potente y brillante” como este, hasta ahora habían tenido problemas para investigar dichas ráfagas de luz, que se ven oscurecidas por una cortina de polvo y escombros. “Descubrimos que cuando un agujero negro devora una estrella, puede lanzar una poderosa explosión de materia hacia afuera que obstruye nuestra vista”, dijo Samantha Oates, de la Universidad de Birmingham. Esto ocurre porque la energía liberada cuando el agujero negro se alimenta del material estelar “impulsa los escombros de la estrella hacia afuera”.

Por su parte, Kate Alexander, investigadora postdoctral del programa NASA Einstein Fellow, detalló que pudieron observar la cortina de polvo y escombros formándose a medida que el agujero negro lanzaba “un potente chorro de material con velocidades de hasta 10.000 km/s” porque se detectó al cabo de poco tiempo de que la estrella se desintegrara. “Fue nuestra primera oportunidad para identificar el origen del material que oscurece y seguir en tiempo real cómo envuelve al agujero negro”, añadió.

“Las observaciones mostraron que la estrella tenía aproximadamente la misma masa que nuestro Sol y que el monstruoso agujero negro, que es más de un millón de veces más masivo, le había hecho perder aproximadamente la mitad de esa masa”, afirmó Nicholl. La ESO afirma que la investigación de este evento nos ayuda a entender mejor los agujeros negros supermasivos y cómo se comporta la materia en los entornos de gravedad extrema que los rodean, destacando que el AT2019qiz podría servir de “piedra Rosetta” para interpretar futuras observaciones de eventos de disrupción de marea.

“Hacia el final de sus vidas, las estrellas se convierten en gigantes rojas. A medida que se agota el suministro de combustible, los procesos cambian, con lo cual las estrellas liberan energía. Como resultado, se hinchan, se vuelven inestables y palpitan en períodos de cientos o incluso miles de días, algo que nosotros vemos como una fluctuación en el brillo”, indicó en un comunicado la autora principal del estudio, Thavisha Dharmawardena, del ‘Instituto Max Planck de Astronomía’, en Alemania.

Betelgeuse, normally one of the brightest stars in the night sky, has dimmed 60% ahead of what some astronomers think is a potentially imminent supernova https://t.co/tdUFsO5J30

— SkyNews (@SkyNews) June 30, 2020

Los investigadores usaron datos nuevos y de archivo recopilados por el Experimento Atacama Pathfinder (APEX) y el telescopio James Clerk Maxwell (JCMT), que miden la radiación en longitudes de onda submilimétricas. “Lo que nos sorprendió fue que Betelgeuse se volvió un 20 % más oscura incluso en el rango de ondas submilimétricas”, dijo Steve Mairs, coautor del estudio.

Los investigadores concluyeron que este comportamiento no puede explicarse por la presencia de polvo, sino que es más probable que se trate de “una distribución asimétrica de la temperatura”, ya que la luminosidad de una estrella depende de su diámetro y especialmente de la temperatura de su superficie. Así, según los científicos, el oscurecimiento medido en la luz visible y las ondas submilimétricas puede ser evidencia de una reducción en la temperatura media de la superficie de Betelgeuse, 20 veces más masiva que el Sol y aproximadamente 1.000 veces más grande. Los datos obtenidos apuntan a la presencia en Betelgeuse de enormes manchas que cubren entre el 50 % y el 70 % de su superficie visible.

“Las imágenes de alta resolución de Betelgeuse de diciembre de 2019 muestran áreas de brillo variable. Junto con nuestro resultado, esta es una clara indicación de enormes manchas estelares que cubren entre el 50 % y el 70 % de la superficie visible y que tienen una temperatura más baja que la fotosfera más brillante”, explicó el coautor del estudio Peter Scicluna, del Observatorio Europeo Austral (ESO). Según Dharmawardena, las observaciones de los próximos años podrán aclarar si “la fuerte disminución en el brillo de Betelgeuse está relacionada con un ciclo de las manchas”. Por ejemplo, las manchas en nuestro Sol también tienen ciclos, intensificándose durante una fase de actividad intensa que ocurre cada 11 años. No obstante, hasta ahora se desconoce cómo funcionan las manchas en otras estrellas, especialmente en estrellas tan evolucionadas como Betelgeuse.

Los primeros indicios del planeta rocoso Próxima b se encontraron en 2016 mediante el telescopio HARPS del Observatorio Europeo Austral (ESO), pero la última investigación se basó en los datos del nuevo espectrógrafo ESPRESSO, que tiene el triple de precisión, lo que permite calcular con mayor exactitud sus características. Los investigadores señalaron que el exoplaneta tiene una masa de 1,17 veces la de nuestro planeta, orbita a su estrella cada 11,2 días, y confirmaron que se encuentra en la zona habitable de su estrella. Las nuevas mediciones revelaron que aunque Próxima b está unas 20 veces más cerca de su estrella que la Tierra del Sol, recibe aproximadamente la misma cantidad de energía, recoge ‘Science Daily’.

Proxima Centauri b is observationally confirmed with ESPRESSO! This is our closest star, very big news! https://t.co/5X2atRw0yh

— David Kipping (@david_kipping) May 26, 2020

Los científicos estiman que la temperatura en la superficie de Próxima b podría oscilar entre los -90 y 30 grados centígrados. Una temperatura así sugiere que en la superficie del planeta se podría encontrar agua líquida, si se llega a comprobar su presencia. Además, es un buen indicio para una posible existencia de formas de vida. El equipo de científicos considera que determinar medidas más precisas de Próxima b es un gran paso en la búsqueda de vida en exoplanetas. “Estamos muy contentos de que ESPRESSO pueda producir mediciones aún mejores, y es gratificante y solo una recompensa por el trabajo en equipo que duró casi 10 años”, señaló Francesco Pepe, líder del equipo de investigación. ESPRESSO es un espectrógrafo de fabricación suiza instalado en el Very Large Telescope de Chile.

Por su parte, Alejandro Suárez Mascareño, autor principal del artículo, sostiene que confirmar la existencia de Próxima b fue “una tarea importante”, y que se trata de “uno de los planetas más interesantes conocidos en el vecindario solar”. Aunque Próxima b es un candidato ideal para la investigación de biomarcadores, los científicos están conscientes de que todavía queda un largo camino por recorrer antes de poder sugerir que la vida ha podido desarrollarse en la superficie del planeta. Uno de los inconvenientes es que la estrella Próxima Centauri es una enana roja activa que bombardea su planeta con altos niveles de rayos X, aproximadamente 400 veces más que la Tierra.

El descubrimiento de este triple sistema fue posible gracias a un espectrógrafo instalado en el observatorio de La Silla, en Chile, e implica que los agujeros negros están mucho más cerca de nosotros de lo que se suele pensar. En concreto, este supuesto agujero negro se encuentra a solo 1.000 años luz de la Tierra, y su descubrimiento lo convierte en el más próximo de todos los agujeros negros conocidos. Antes de que este sistema, llamado HR 6819 según el catálogo astronómico de Yale, fuera identificado como triple, uno binario fue considerado durante décadas como el lugar más cercano a nosotros que alberga un agujero negro. Se trata del A0620-00, del que nos separan unos 3.000 años luz, una distancia tres veces superior a la que media entre nuestro planeta y el objeto recientemente descubierto.

Los investigadores vieron evidencias del objeto invisible mientras examinaban los movimientos de sus dos astros compañeros. El tercer cuerpo dio a conocer su presencia por su atracción gravitacional. Fueron necesarios meses de comprobaciones en el espectrógrafo para determinar que se trata de un agujero negro, aunque su peso es, como mucho, de entre 4,2 y 5 masas solares. El carácter de ese cuerpo invisible con masa estelar es muy diferente del de los agujeros negros de algunos centros galácticos, ya que no interactúa violentamente con su entorno. En opinión de los astrónomos, su presencia en HR 6819 sugiere que existe una “población de agujeros negros silenciosos”.

Un comunicado del ‘ESO’ difundido este 6 de mayo recoge el comentario del astrónomo Dietrich Baade, coautor del estudio, quien estimó que encontrar un agujero negro en un sistema triple tan cercano señala que solo se ve “la punta de un emocionante iceberg”. Hasta el momento se han detectado poco más de una veintena de candidatos a agujeros negros en nuestra galaxia.

“Se podría decir que en este planeta llueve por la noche, solo que lo que llueve es hierro”, dijo David Ehrenreich, profesor de la Universidad de Ginebra, en Suiza, quien dirigió el estudio. Este exoplaneta se mueve a una gran velocidad alrededor de su astro, de manera que su año dura solo 1,8 días terrestres.

Pero resulta que el ‘WASP-76b’ tarda tanto tiempo en completar una órbita como en girar alrededor de su eje, y eso tiene como consecuencia que solo muestre un lado a su estrella, mientras que su otro lado permanece perpetuamente a oscuras.

Al recibir constantemente el calor de su estrella, el lado ‘diurno’ del planeta experimenta temperaturas que suben por encima de los 2.400 grados Celsius, lo que hace que las moléculas se separen en átomos y metales como el hierro se evaporen a la atmósfera. En el lado nocturno las temperaturas descienden a mínimas de unos 1.500 grados Celsius. Esta diferencia térmica extrema provoca fuertes vientos que llevan el vapor de hierro del lado diurno, ultracaliente, al lado nocturno, más frío, donde el vapor se condensa en gotas de hierro, explican los científicos.

“Las observaciones muestran que el vapor de hierro es abundante en la atmósfera del lado caluroso del WASP-76b. Una fracción de este hierro se inyecta en el lado nocturno debido a la rotación del planeta y los vientos atmosféricos. Allí, el hierro encuentra ambientes mucho más fríos, se condensa y llueve”, explica la astrofísica española María Rosa Zapatero Osorio, del Centro de Astrobiología de Madrid, y presidenta del equipo científico de ESPRESSO.

Algún día, y como todas las supergigantes rojas, Betelgeuse estallará en una supernova. Pero, ¿podría esta reciente atenuación ser signo de que el astro —que es unas 1.400 veces más grande en diámetro que nuestro Sol— ya está próximo a explotar? Los científicos creen que los próximos días serán cruciales para verificar esta posibilidad y, mientras tanto, explican los escenarios más probables sobre lo que puede estar sucediendo con la estrella.

Diving into the surface of #Betelgeuse
(@ESO /Kervella/Montargès et al.,DSS2/Pantin/Risinger/Calçada) pic.twitter.com/lQpOTTUwSM

— Luis Calçada (@_Luis_Calcada) February 14, 2020

A principios del mes, astrónomos de la Universidad de Villanova (EE.UU.) publicaron una actualización sobre la estrella, informando que en septiembre era aproximadamente 2,5 veces más brillante de lo que es ahora. “Las observaciones fotométricas más recientes indican que Betelgeuse es actualmente la menos luminosa y la más fría que se haya medido en nuestros 25 años de fotometría”, escribieron los científicos en el portal ‘The Astronomer’s Telegram’.

Estas observaciones llevaron a los investigadores a pensar que la estrella podría estar a punto de explotar. No obstante, el cambio en su brillo podría deberse también a un estallido de polvo estelar de sus propias capas exteriores frías, o a algo completamente diferente.

Betelgeuse es una estrella variable, por lo que su brillo tiene diferentes ciclos, ascendentes y descendentes. Cuando se juntan los mínimos de cada ciclo, el astro podría verse excepcionalmente débil, como ahora, pero se iluminaría poco después.

Su período de pulsación actual terminará el próximo 21 de febrero, cuando se espera que se registre el brillo mínimo de la estrella. Actualmente, la supergigante parece ser más tenue de lo que debería ser durante una pulsación y esto podría significar que hay múltiples factores en juego. Pero los científicos sostienen que si Betelgeuse comienza a recuperar su brillo después de esta fecha, en realidad podría tratarse de una pulsación y la vida de la estrella por ahora no correría peligro. El pasado viernes se conoció una nueva fotografía de la inusual disminución en el brillo en la superficie de Betelgeuse captada por un equipo internacional de astrónomos y publicada por el Observatorio Europeo Austral (ESO).

La imagen, obtenida como resultado de observaciones realizadas con el Very Large Telescope (VLT) de la ESO instalado en Chile, se hizo a finales del año pasado con el instrumento SPHERE. Al compararla con otra captada por el mismo aparato a principios de 2019, los científicos obtuvieron la evidencia de que la estrella ha cambiado tanto en el brillo como en su forma.

“Los dos escenarios que estamos barajando son un enfriamiento de la superficie debido a una actividad estelar excepcional o una eyección de polvo hacia nosotros”, explicó Miguel Montargès, astrónomo de la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica), que al mismo tiempo no excluye la posibilidad de que el equipo “todavía pueda llevarse alguna sorpresa”, ya que el comportamiento de las supergigantes rojas no está completamente estudiado.