Cygnus X-1 fue el primer agujero negro jamás encontrado. Nuevas mediciones muestran que es mucho más masivo de lo que se creía
En 1964 se lanzaron dos cohetes suborbitales Aerobee con el objetivo de cartografiar las fuentes de rayos X en el cielo. Cada cohete contenía un contador Geiger dirigido, de modo que el cohete giraba en el pico de su trayectoria para medir la dirección de las fuentes de rayos X. El proyecto descubrió ocho fuentes de rayos X, incluida una particularmente brillante en la constelación de Cygnus. Se hizo conocido como Cygnus X-1.
Cygnus X-1 captado por un telescopio de globo bourne. Crédito: NASA / Marshall Space Flight Center
A medida que los telescopios de rayos X se volvieron más precisos, quedó claro que Cygnus X-1 no estaba conectado a una fuente óptica brillante. Los rayos X eran bastante brillantes y procedían de una región de tamaño casi estrellado. Esto sugirió que podría ser un (entonces hipotético) agujero negro de masa estelar. La idea fue tan controvertida que inspiró una apuesta entre Stephen Hawking y Kip Thorne en 1974, con Hawking apostando en contra de la idea. En la década de 1990, estaba claro que Cygnus X-1 solo podía ser un agujero negro, y Hawking aceptó la apuesta.
Con los años, Cygnus X-1 se ha convertido en uno de los objetos más estudiados del cielo. Ahora sabemos que es un binario de rayos X, donde el agujero negro orbita de cerca a una estrella supergigante azul conocida como HDE 226868. Los dos orbitan entre sí tan cerca que el material de la estrella es capturado por el agujero negro. A medida que el material estelar se sobrecalienta en el disco de acreción del agujero negro, emite los poderosos rayos X que detectamos por primera vez. Pero todavía hay muchas cosas que no sabemos sobre Cygnus X-1, y una de las más básicas es su distancia.
Usando paralaje para medir la distancia de Cygnus X-1. Crédito: Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía
Sabemos que Cygnus X-1 está a unos pocos miles de años luz de distancia, pero determinar la distancia exacta es un desafío. La distancia de los objetos celestes cercanos se mide típicamente usando paralaje, donde la posición aparente del objeto se mide en relación con objetos más distantes. Las fuentes de rayos X son difíciles de identificar, por lo que este método no es efectivo para objetos de rayos X. Cygnus X-1 también emite luz de radio, por lo que podría usar observaciones de radio para medir su paralaje, pero eso tampoco es muy preciso.
Pero un nuevo estudio utiliza un par de trucos para obtener una medición de distancia precisa. En lugar de usar una sola antena de radio para medir el paralaje, el equipo usó el Very Long Baseline Array (VLBA), que tiene diez platos de antena esparcidos por los Estados Unidos. Juntos crean un telescopio virtual del tamaño de Estados Unidos, que le brinda una mayor precisión. Pero el equipo también midió el movimiento del agujero negro y su compañero estelar. Esto les permite medir la distancia entre ellos. Combinando esto con las observaciones de paralaje de VLBA, el equipo calculó que Cygnus X-1 está a unos 7.000 años luz de distancia.
Esta es una distancia mayor de lo que pensábamos. Dado que nuestra estimación de la masa del agujero negro se basa en nuestra medida de distancia, esto también significa que el agujero negro es más masivo de lo que pensábamos. El equipo calculó que su masa era 21 veces mayor que la del Sol, que es un 50% más grande que las estimaciones anteriores.
Cygnus X-1 no es el agujero negro más cercano a la Tierra, pero con su proximidad y sus brillantes rayos X, seguirá siendo el agujero negro local más estudiado. Y como muestra esta última investigación, todavía tenemos mucho que aprender.
Referencia:Miller-Jones, James CA, et al. “ Cygnus X-1 contiene un agujero negro de 21 masas solares: implicaciones para los vientos estelares masivos .”Ciencias(2021).