Los agujeros negros (BH) representan el triunfo de la gravedad extrema. Son responsables de los fenómenos más violentos del Universo, desde los estallidos de rayos gamma a eventos de disrupción de mareas o la producción de ondas gravitacionales (GW). A pesar del reciente aumento de descubrimientos de BHs extragalácticos por parte de LIGO-VIRGO, nuestro conocimiento de la población subyacente se ve gravemente obstaculizado por la multiplicidad de posibles caminos evolutivos y nuestra ignorancia de la física de formación de BHs. Las fuentes transitorios de rayos X galácticas (XRT), por otro lado, ofrecen un laboratorio único de propiedades de BHs forjados en condiciones de metalicidad solar. Sin embargo, nuestra comprensión de dicha población está fuertemente limitada por la escasa estadística, con solo 20 BHs confirmados tras 5 décadas de escrutinio intensivo del cielo en rayos X. La única forma de avanzar en nuestro conocimiento de la población galáctica de BHs exige, por tanto, el descubrimiento de una gran muestra de BH XRTs durmientes utilizando una nueva estrategia de investigación, en lugar de esperar simplemente a que aquellos entren en erupción (lo cual implicaría muchas décadas para duplicar simplemente el número). En este contexto hemos ideado HAWKs (acrónimo de HAlpha-Width Kilo-degree Survey), un cartografiado profundo del Plano Galáctico para descubrir BH XRTs ocultos utilizando un nuevo enfoque: una técnica fotométrica novedosa, optimizada para seleccionar objetos con líneas de emisión Hα anchas, características de campos gravitacionales intensos. HAWKs producirá así un gran aumento en la estadística de BHs, revolucionando nuestra comprensión de su distribución galáctica y espectro de masas, propiedades clave para restringir los modelos de formación de BHs, la ecuación de estado de la materia nuclear y los canales evolutivos de producción de GWs.

A través de este proyecto, proponemos desarrollar mini-HAWK, un cartografiado piloto de una región limitada del Plano Galáctico (~50 grados cuadrados) que permitirá (1) demostrar la viabilidad de la estrategia de HAWKs y (2) estimar la tasa de descubrimiento de BHs durmientes. Mini-HAWKS es uno de los 4 cartografiados Legado aprobadas para el telescopio JAST80 del Obs. de Javalambre (OAJ), con 400 h de tiempo garantizadas (ver https://oajweb.cefca.es/observingtime/oaj_ls). Mini-HAWKS no solo será una prueba de concepto de HAWKs, sino que además proporcionará un catálogo único de objetos con emisión Halpha (variables cataclísmicas, estrellas tipo Be, T Tauri, binarias simbióticas, nebulosas planetarias, etc.) a gran profundidad, impulsando así una gran cantidad de investigaciones complementarias. Un aspecto clave del proyecto es la fabricación de 3 filtros Halpha especiales, centrados en 6463 Å y anchuras 35/150/350 Å, que actualmente no están disponibles en el OAJ. Gracias al apoyo de una acción FITE2022 de CEFCA y otra acción Severo Ochoa del IAC, hemos obtenido los fondos necesarios para construir los filtros antes de que comience el cartografiado, en noviembre-diciembre de 2023. Estimamos que serán necesarios 2-3 años para completar mini-HAWK y, mediante este proyecto, garantizaremos los recursos humanos y el apoyo económico necesarios para la ejecución y explotación científica del cartografiado