Las binarias de rayos-X constituyen excelentes laboratorios para el estudio de la física de estrellas relativistas. Por un lado, proporcionan pruebas sólidas de la existencia de agujeros negros (AN), la cúspide de la gravedad más extrema. Por otro, permiten realizar investigaciones sobre estrellas de neutrones (EN), el estado más denso de la materia conocida. Además, la acreción de materia (suministrada por la estrella compañera) por parte del objeto compacto desencadena algunos de los fenómenos más energéticos observados en el Universo, como por ejemplo las erupciones de rayos-X o la eyección de materia a velocidades relativistas. A pesar de la ingente información acumulada durante las últimas cinco décadas, nuestro conocimiento sobre la formación y evolución de los sistemas binarios de rayos-X está seriamente limitado debido al escaso número de fuentes conocidas.

A través de este proyecto esperamos generar un gran impacto en el campo descubriendo nuevas poblaciones ocultas de binarias de rayos-X y, para ello, hemos reunido a un grupo escogido de científicos de renombre internacional. Nuestro primer objetivo será desvelar la población oculta de binarias de rayos-X con AN inactivos en la Vía Láctea. El censo actual de 19 AN (confirmados dinámicamente) es solo la punta del iceberg de una vasta población de AN hibernantes cuyas propiedades continúan siendo inexploradas. Proponemos aplicar nuevas técnicas (basadas en la correlación fundamental FWHM(H-alfa)-K2, descubierta por nuestro grupo) para duplicar la muestra actual y sentar las bases de nuevos métodos que permitan descubrir ANs de forma más eficiente. Estas incluyen ampliar la correlación a datos obtenidos durante la fase de erupción (cuando el disco de acreción es ~ 6 mag más brillante), a longitudes de onda NIR (adecuadas para ANs altamente extinguidos del plano galáctico) y el uso de fotometría de banda estrecha (ideal para cartografiados extensos). La ampliación de la muestra proporcionará información sobre el tamaño de la población y la distribución en escala de alturas y períodos orbitales. Estos 3 observables son clave para restringir la formación de ANs mediante explosiones de supernovas y la evolución de las binarias de rayos X. Además, el nuevo censo constituirá un laboratorio único de propiedades de AN galácticos a metalicidad solar, una referencia indispensable para comprender la población de AN extragalácticos descubierta por LIGO-VIRGO.

Nuestro segundo objetivo será buscar la importante, aunque escasa, población de binarias de rayos-X ultra compactas (UCXB). Esta población, compuesta por sistemas con períodos orbitales inferiores a ~ 1 hora, es de particular interés, ya que alberga estrellas donantes degeneradas que alimentan ANs/ENs con material pobre en hidrógeno. Son, por tanto, laboratorios únicos para el estudio de procesos de acreción en ambientes deficientes en hidrógeno, así como de ciertas etapas fundamentales en la evolución de binarias. Además, dado que están compuestos por dos objetos ultra densos en una órbita binaria muy cerrada, las UCXB juegan un papel crucial en la nueva era de la astronomía de ondas gravitacionales, al ser las principales fuentes de ondas gravitacionales de baja frecuencia que detectará la próxima misión LISA. El proyecto THE-HUNT tiene como objetivo aumentar significativamente la población conocida de UCXB mediante el uso de técnicas de observación novedosas, así como realizar una caracterización global de sus propiedades generales.