LB-1

LB-1 es un sistema estelar binario en la constelación de Géminis . En 2019, un artículo en Nature propuso que el sistema contenía un agujero negro estelar inusualmente masivo , fuera de los parámetros de evolución estelar ordinaria. ^{[ 5 ]} Sin embargo, análisis realizados en 2020 demostraron que la conclusión original de 2019 era incorrecta. Algunos investigadores ahora creen que el sistema consiste en una estrella de tipo B despojada y una estrella Be masiva de rápida rotación . ^{[ 4 ] [ 6 ]}

La estrella observada ópticamente, LB-1  A, o LS V+22 25 , es una estrella de tipo B ^{[ 7 ]} con nueve veces la masa del Sol y ubicada a al menos 7000 años luz (2100 pc) de la Tierra. Astrónomos chinos descubrieron que presentaba variaciones de velocidad radial utilizando el Telescopio Espectroscópico de Fibra Multiobjeto de Gran Área del Cielo (LAMOST) y el método de velocidad radial para buscar este tipo de estrellas oscilantes. 

Los astrónomos observaron que la estrella orbitaba alrededor de un compañero invisible cada 78,9  días, ^{[ 8 ]} en lo que los investigadores describieron como una órbita "sorprendentemente circular". ^{[ 9 ]} Observaciones posteriores realizadas con el Gran Telescopio Canarias en España y el Observatorio WM Keck en Estados Unidos definieron mejor los hallazgos. ^{[ 9 ]}

La paralaje a LB-1 se ha publicado en Gaia Data Release 2 , lo que implica una distancia alrededor de2300 pc  . ^{[ 2 ]} Las propiedades espectrales observadas de la estrella son inconsistentes con las esperadas para una estrella de tipo B de secuencia principal ordinaria a esta distancia.

Un análisis espectroscópico independiente de la estrella sugiere que, en lugar de una estrella de secuencia principal de tipo B como se había indicado, LB-1  A es más probable que sea una estrella de helio despojada (cuyo espectro es muy similar) con solo ~ 1 M _☉ , si se encuentra a la distancia determinada por el satélite Gaia . ^{[ 7 ]} 

Un análisis espectroscópico adicional utilizó espectroscopia multiépoca y técnicas de separación, y encontró que LB-1 está compuesto por dos estrellas no degeneradas: una estrella de tipo B de rápida rotación con un disco (una estrella Be ) y una estrella de helio despojada de lenta rotación. ^{[ 4 ]}

El compañero invisible de la estrella fue descubierto midiendo los cambios de velocidad radial de su estrella compañera. Si se trata de un agujero negro, esto marcaría la primera vez que se descubre un agujero negro estelar sin la observación de sus emisiones de rayos X. ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 14 ] [ 15 ]}

Si se ignora la distancia de paralaje y se asume que la estrella es una estrella ordinaria de tipo B de la secuencia principal, se podría hipotetizar que la compañera invisible LB-1 B o LB-1 * es un agujero negro , con una masa de aproximadamente 70 masas solares , más del doble de la masa máxima predicha por la mayoría de las teorías actuales de evolución estelar . Estaría en el rango de masa de los agujeros negros estelares , por debajo del tamaño de los agujeros negros de masa intermedia ; sin embargo, caería en la brecha de inestabilidad de pares de tamaños de agujeros negros, donde las estrellas progenitoras de agujeros negros suficientemente masivas experimentan supernovas de inestabilidad de pares y se desintegran por completo, sin dejar ningún remanente. LB-1 sería el primer agujero negro descubierto en el rango de la brecha de masa. La masa de la compañera sería lo suficientemente alta como para que cualquier cosa que no sea un agujero negro se esperaría que se detectara fácilmente. ^{[ 13 ]} Según uno de los investigadores, "Este descubrimiento nos obliga a reexaminar nuestros modelos de cómo se forman los agujeros negros de masa estelar [...] Este notable resultado, junto con las detecciones de colisiones de agujeros negros binarios de LIGO-Virgo durante los últimos cuatro años, realmente apunta hacia un renacimiento en nuestra comprensión de la astrofísica de los agujeros negros". ^{[ 8 ]}

Alternativamente, la evidencia de que la estrella sea una estrella de helio despojada reduce la estimación de masa del objeto compacto a tan solo ~ 2–3 M _☉ y plantea la posibilidad de una estrella de neutrones . ^{[ 7 ]} 

Un estudio espectroscópico multiépoca revisado de LB-1 ^{[ 4 ]} ha revelado que LB-1 no contiene ningún agujero negro. En cambio, está compuesto por una estrella Be de rápida rotación y una estrella de helio de lenta rotación. Se propuso que el sistema se formó mediante un evento de transferencia de masa en el pasado. En este marco, la estrella de helio despojada era originalmente la estrella más masiva y, por lo tanto, evolucionó más rápido que su compañera. Tras abandonar la secuencia principal, la estrella progenitora transfirió masa a su compañera, que se convirtió en la masiva estrella Be de rápida rotación que observamos hoy.

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