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sábado, julio 13, 2024

El agujero negro más cercano a la Tierra NO es el que está en el centro de nuestra galaxia

¿Puede un gigante con más de 8.000 veces la masa del Sol pasar desapercibido a los astrónomos? Así es. La detección de un agujero negro, esos gigantes cósmicos cuyo campo gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar, es complicada al ser un objeto inherentemente invisible; de ahí que su naturaleza esquiva haya hecho que tengamos que inferir su presencia de otras maneras, al no poder detectar su radiación electromagnética ni su luz, ya que no las emiten. Pero sí podemos detectar su presencia por los efectos gravitatorios que provocan a su alrededor, sobre la materia y la luz cercanas a él.

El agujero negro más cercano a la Tierra NO es el que está en el centro de nuestra galaxiaMidjourney/Sarah Romero

Está en Omega Centauri

Y resulta que han encontrado el ejemplo más convincente hasta el momento de un extraño tipo de agujero negro sobre el que se ha teorizado durante mucho tiempo, pero que ha demostrado ser bastante esquivo: un agujero negro de masa intermedia. Lo han encontrado gracias al telescopio espacial Hubble. Pero aquí no acaba lo sorprendente de este hallazgo: el candidato a agujero negro se encuentra a unos 18.000 años luz de distancia de la Tierra, en el mayor de los cúmulos estelares que rodean a la Vía Láctea, lo que representaría que Sagitario A* no es el agujero más próximo a nosotros, sino este agujero negro de masa intermedia. (Sgr A* está ubicado está a 27.000 años luz de la Tierra).

No es motivo de preocupación el haber descubierto un agujero con una masa tan titánica, pero se trata de un descubrimiento increíble. Los astrónomos llevaban buscando mucho tiempo este tipo de agujero negro para verificar los modelos del universo, pero hasta ahora, solo habíamos podido identificar dos tipos: los agujeros negros estelares (que son los restos de estrellas que explotaron con masas inferiores a 100 veces la del Sol y los agujeros negros supermasivos (que se encuentran en el corazón de las galaxias y que pueden tener millones o miles de millones de masas solares).

Resulta que en el mayor de los cúmulos estelares que rodean la Vía Láctea, Omega Centauri, se encuentra un agujero negro en el núcleo con una masa entre 20.000 y 50.000 veces la del Sol, según los resultados del estudio que recoge la revista Nature. Omega Centauri consta de aproximadamente 10 millones de estrellas unidas gravitacionalmente. El cúmulo es aproximadamente 10 veces más masivo que otros grandes cúmulos globulares, casi tan masivo como una galaxia pequeña.

De izquierda a derecha: el cúmulo globular de estrellas Omega Centauri, versión ampliada del área central y la región en el centro con la ubicación del agujero negroESA/Hubble & NASA, M. Häberle (MPIA)

Analizando más de 500 imágenes del Hubble

«Descubrimos siete estrellas que no deberían estar allí», explicó Maximilian Häberle, del Instituto Max Planck de Astronomía de Alemania, quien dirigió esta investigación. «Se están moviendo tan rápido que escaparían del cúmulo y nunca regresarían. La explicación más probable es que un objeto muy masivo está atrayendo gravitacionalmente a estas estrellas y manteniéndolas cerca del centro. El único objeto que puede ser tan masivo es un agujero negro, con una masa al menos 8.200 veces la de nuestro Sol».

Las estrellas se estaban moviendo a velocidades de entre 66 y 113 kilómetros por segundo, velocidades que deberían haber disparado a las estrellas fuera del cúmulo por completo y, sin embargo, seguían girando alrededor de las regiones más internas del cúmulo. Sin duda, es una de las mejores pistas que tenemos hasta ahora sobre estas bestias esquivas que se encuentran en un rango de masa mal definido que generalmente se sitúa entre 100 y 100.000 a un millón de masas solares.

Este agujero negro tiene una masa de 8.200 masas solares o másMidjourney/Sarah Romero

Una masa invisible gigante

Según los expertos, este objeto podría servir como eslabón perdido para comprender la conexión entre la masa estelar y los agujeros negros supermasivos, ya que parece considerablemente más masivo que los agujeros negros de masa estelar y mucho menos que los agujeros negros supermasivos. Quizá el hecho de que este agujero negro no haya crecido tanto se deba a que Omega Centauri sería el núcleo de una antigua galaxia canibalizada por nuestra propia galaxia y, por tanto, desaparecida hace mucho tiempo. Los astrónomos exponen que si este evento nunca hubiera ocurrido, este agujero negro intermedio posiblemente habría crecido hasta alcanzar un estado supermasivo como Sagitario A* (Sgr A*), que tiene una masa 4,3 millones de veces la del Sol.

El cúmulo Omega Centauri es una colección masiva de varios millones de estrellas apiñadas en una esfera rugosa de unos 150 años luz de diámetro que el Hubble lleva dos décadas empleando como herramienta de calibración, con lo que hay muchos datos e imágenes sobre esta región del espacio. Y así es como dieron con las estrellas que dieron la pista sobre la presencia de un agujero negro previamente desconocido.

Quizá ahora que sabemos dónde buscar, sea buena idea orientar los potentes ojos infrarrojos del telescopio espacial James Webb para ver si puede identificar el disco de acreción de gas calentado, que aportaría la evidencia restante necesaria para confirmar que se trata de un único agujero negro.

¿Habremos encontrado ya el eslabón perdido de los agujeros negros?

La evidencia reside en un puñado de estrellas que se mueven a velocidades que deberían ser casi imposibles sin una inmensa masa cerca.Midjourney/Sarah Romero

Referencias: 

  • Maximilian Häberle, Nadine Neumayer, Anil Seth, Andrea Bellini, Mattia Libralato, Holger Baumgardt, Matthew Whitaker, Antoine Dumont, Mayte Alfaro-Cuello, Jay Anderson, Callie Clontz, Nikolay Kacharov, Sebastian Kamann, Anja Feldmeier-Krause, Antonino Milone, Maria Selina Nitschai, Renuka Pechetti, Glenn van de Ven. Fast-moving stars around an intermediate-mass black hole in ω Centauri. Nature, 2024; 631 (8020): 285 DOI: 10.1038/s41586-024-07511-z
  • P. Panuzzo, T. Mazeh, F. Arenou, B. Holl, E. Caffau, A. Jorissen, C. Babusiaux, P. Gavras, J. Sahlmann, U. Bastian, Ł. Wyrzykowski, L. Eyer, N. Leclerc, N. Bauchet, A. Bombrun, N. Mowlavi, G.M. Seabroke, D. Teyssier, M. Weiler, H. Zhao, J. Zorec, S. Zucker, A. Župić, T. Zwitter. Discovery of a dormant 33 solar-mass black hole in pre-release Gaia astrometry. Astronomy & Astrophysics, 2024; DOI: 10.1051/0004-6361/202449763

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