Los resultados del estudio han sido publicados en la revista The Astrophysical Journal

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Un equipo de investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de California (EEUU), ha encontrado indicios de que el agujero negro en el sistema binario XTE J1118+480 podría haber sido originado en una explosión de supernova. El agujero negro habría sido expulsado del disco galáctico como consecuencia del violento impacto recibido en el momento de su nacimiento. Los resultados de este estudio han sido publicados en la revista The Astrophysical Journal.

El satélite Rossi de rayos X descubrió el objeto XTE J1118+480 en marzo de 2000. Se trata de un sistema binario formado por un agujero negro con una masa entre seis y ocho veces la del Sol y una estrella mucho menos masiva  que gira alrededor de él con una  alta velocidad. El sistema se encuentra situado a unos 6.000 años luz de la Tierra, en el halo de nuestra galaxia.

La gran mayoría de las estrellas de la Vía Láctea se encuentran en un disco delgado, el plano galáctico. Sin embargo, también existen cúmulos globulares, formados por cientos de miles de las estrellas más viejas de nuestra galaxia y que giran alrededor del centro de ésta en trayectorias que se alejan mucho del plano galáctico. La órbita de XTE J1118+480 se asemeja a la que tendría uno de estos cúmulos globulares, por lo que se planteaban tres posibilidades para su origen: se formó en el disco galáctico y fue expulsado de él, se formó en un cúmulo globular y fue expelido de algún modo, o corresponde a un sistema binario muy antiguo del halo galáctico.

Rico en metales

Las estrellas creadas en cúmulos globulares suelen ser restos vetustos de épocas primitivas de la galaxia, con bajo contenido en metales (para un astrónomo, metal es cualquier elemento químico más pesado que el helio). En esta investigación se han encontrado abundancias elevadas de elementos pesados (hierro, calcio, magnesio, níquel y aluminio) en el análisis de la estrella acompañante, lo que hace muy poco probable que el agujero negro se formara a partir del colapso de una estrella del halo galáctico.

“La estrella secundaria -explica Jonay I. González Hernández, investigador del IAC, actualmente en el Observatorio de París,- tiene un contenido en hierro y metales demasiado alto comparado con las estrellas del halo. A pesar de su ubicación actual, el contenido en metales sugiere que el sistema se formó en el disco galáctico”.

Según la explicación que ofrece el equipo de investigación, el sistema binario se formó en el disco, donde se encontraba cuando se produjo la supernova de la estrella masiva que habría de originar al agujero negro. Esta explosión tuvo que ser asimétrica, es decir, impulsó la materia eyectada por la estrella progenitora  en una determinada dirección,  de modo que el sistema resultante  fue desplazado violentamente de su lugar de nacimiento hasta donde se observa en la actualidad. “Hasta ahora no había evidencia tan clara de que los agujeros negros se pudiesen formar en una explosión de estas características”, afirma Rafael Rebolo, profesor de investigación del CSIC, investigador del IAC y director del estudio.

Sin embargo, los autores no descartan, aunque consideran menos probable,   que el sistema hubiera nacido en el halo y la supernova que creó el agujero negro hubiese salpicado a su compañera con una enorme cantidad de  metales recién formados, dándole la apariencia de estrella más joven. Garik Israelian, coautor del artículo donde se presentan los resultados, señala que éste sería el primer caso conocido de acuerdo con esta segunda hipótesis, lo que tiene gran interés. “Pero pienso –añade- que el sistema ha sido expulsado desde el disco galáctico. Este mecanismo es el más probable.”

Las observaciones han sido realizadas con el telescopio Keck II, de 10 m, situado en Hawai. Estudios futuros analizarán la abundancia de otros elementos (carbono, silicio, titanio…) en la estrella secundaria. Estos datos podrían revelar más detalles sobre el mecanismo de formación de estos sistemas.

Titulo del artículo :
“XTE J1118 480: a metal-rich black hole binary in the galactic halo”.
The Astrophysical Journal 644, L49 (2006)

Autores: J. I. González-Hernández, R. Rebolo, G. Israelian, E. Harlftis, A. Filippenko y R. Chornok.