El cúmulo estelar Omega Centauri contiene millones de estrellas. El movimiento de algunas estrellas indica la presencia de un agujero negro de tamaño mediano en su centro.

NASA/ESA/IAST/AUA

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Los astrónomos utilizaron el Telescopio Espacial Hubble para encontrar evidencia de un tipo de agujero negro difícil de detectar, aproximadamente 8.000 veces más masivo que nuestro sol.

Lo que hace especial a este agujero negro es su tamaño, según un informe Sobre el descubrimiento en la revista. naturaleza.

Es mucho más masivo que los agujeros negros ordinarios, del tipo que se forma cuando una estrella muerta colapsa sobre sí misma. Pero tampoco es tan grande como los agujeros negros supermasivos que se esconden en el centro de las galaxias, que pueden contener de cientos de miles a millones de soles.

Los científicos llevan mucho tiempo buscando agujeros negros de tamaño mediano como este nuevo, porque encontrarlos puede arrojar luz sobre las muchas formas en que pueden formarse los agujeros negros y por qué algunos crecen hasta convertirse en monstruos gigantes.

Pero a pesar de los grandes esfuerzos realizados a lo largo de los años, los científicos no han tenido suerte para encontrar ejemplos sólidos de agujeros negros en el llamado rango de tamaño intermedio, que incluye cualquier agujero negro entre 100 y 100.000 veces la masa del Sol.

«Entonces la gente se pregunta: ¿son difíciles de encontrar porque simplemente no existen o porque son difíciles de detectar?» como el dice Maximiliano Haberl Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania.

Él y algunos colegas decidieron recientemente buscar una estrella en un cúmulo de estrellas grande y brillante conocido como Omega Centauri. Esta nube esférica densamente llena de millones de estrellas se encuentra a unos 17.000 años luz de distancia.

Los agujeros negros no se pueden observar directamente porque su gravedad atrae todo, incluida la luz. Pero los investigadores pueden observar si la gravedad del agujero negro afecta a los objetos cercanos, incluidas las estrellas.

Los investigadores descubrieron que las estrellas de este cúmulo en particular estaban sujetas a un seguimiento constante por parte del Telescopio Espacial Hubble, que cada año toma fotografías de la región central del cúmulo.

«En realidad, esto se debe a razones técnicas, para calibrar los instrumentos», afirma Haberle.

Como el telescopio había realizado observaciones de alta calidad desde hacía más de dos décadas, Haberle y sus colegas pudieron medir con precisión el movimiento de 1,4 millones de estrellas en el cúmulo.

«Nuestra lista de estrellas cuyos movimientos hemos medido es mucho mayor que la de cualquier esfuerzo anterior», afirma, y ​​añade que «todas las estrellas se mueven en direcciones aleatorias como un enjambre de insectos».

Al final, los investigadores pudieron identificar siete estrellas en el centro que se mueven más rápido que las demás. En realidad, estas estrellas se mueven tan rápido que deberían haberse caído del cúmulo estelar y desaparecer para siempre.

El hecho de que permanezca atrapado y concentrado en el centro «significa que debe haber algo que lo tire gravitacionalmente para que no pueda escapar», dice Haberle. El único objeto que podría ser tan masivo es un agujero negro de masa intermedia con una masa de al menos. menos 8.000 masas solares «.

Dice que es poco probable que el agujero negro tenga más de 50.000 veces la masa del Sol, porque de ser así, los científicos esperarían que un número mucho mayor de estrellas se vieran afectadas por su gravedad.

Señala que hubo un precedente Afirmar Es probable que en este cúmulo que data de 2008 se encuentre un candidato a agujero negro de tamaño intermedio, pero esto ha sido cuestionado.

Esta vez, dice, «creo que nuestra evidencia es muy sólida» debido a los años adicionales de datos.

Además, ya están previstas futuras observaciones con el telescopio espacial James Webb, que podrá buscar señales de calentamiento del gas al caer en el agujero negro.

«Esto es realmente emocionante, ¿no? Este es sólo el segundo agujero negro en el que se pueden ver estrellas individuales orbitando alrededor del agujero negro», afirma. Jenny Verdeastrofísico de la Universidad de Princeton.

Señala que la única observación similar fue un trabajo ganador del Premio Nobel que vio estrellas volando alrededor del agujero negro en el centro de la Vía Láctea, un agujero masivo de aproximadamente cuatro millones de veces la masa de nuestro Sol.

«Por eso creo que esto es realmente importante. Es un agujero negro con una masa mucho menor», dice.

Nadie sabe cómo se crea un agujero negro de este tamaño.

Una posibilidad es que los pequeños agujeros negros se fusionen para formar un agujero negro más grande. La evidencia de esto proviene de una declaración De ondas gravitacionales resultantes de la colisión de dos agujeros negros, evento que provocó la aparición de un agujero negro aproximadamente 150 veces más grande que el Sol.

Existe otra forma posible de hacer crecer agujeros negros de tamaño mediano, recientemente Propuesta Los astrónomos creen que muchas estrellas pueden colisionar en un cúmulo denso como Omega Centauri y formar una sola estrella muy masiva. Posteriormente, esta gran estrella colapsa en un agujero negro de tamaño mediano.

Comprender dónde existen los agujeros negros de tamaño mediano y cómo crecen puede ayudar a los científicos a comprender el papel que podrían desempeñar en la evolución de los agujeros negros más grandes ubicados en el corazón de las galaxias.

Green dice que el agujero negro recién descubierto «nos brindará información importante sobre cómo se forman y crecen estos grandes agujeros negros».

Estos agujeros negros supermasivos parecen haber aparecido repentinamente poco después de que comenzara el universo, unos cientos de millones de años después del Big Bang.

Esto es según nuevas observaciones realizadas por el Telescopio Espacial James Webb, que han dejado a los astrónomos preguntándose cómo un agujero negro logró hacerse tan grande y tan rápido.

Green dice que antes de estas observaciones, creía que las galaxias crecen primero y luego se forman agujeros negros en sus centros. «Ahora es menos seguro», añade. «Existen pruebas interesantes de que los agujeros negros se originaron antes que sus galaxias».

Green dice que los agujeros negros de tamaño mediano que existen hoy en día pueden servir como restos de la formación temprana de agujeros negros y pueden proporcionar pistas sobre cómo ocurrieron.

«En última instancia, para obtener una imagen completa, necesitamos más de una imagen, pero esto realmente abre la puerta», afirma.