Un cúmulo de agujeros negros mueve las estrellas de Omega Centauri

Santa Cruz de Tenerife, 9 dic (EFE).- Un equipo de investigación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha demostrado que la unión de un grupo de agujeros negros marca el “baile” de las estrellas del cúmulo globular Omega Centauri, en la constelación de Centaurus.

Explica el IAC en un comunicado que se trata de algo extrapolable a otras estructuras del Universo, y añade que contradice algunas tesis aceptadas sobre el papel que juegan los agujeros negros menos masivos en el movimiento de las estrellas.

El estudio ha sido publicado por la revista Astronomy & Astrophysics y lo firma como primer autor Andrés Bañares Hernández, que forma parte del equipo liderado por Jorge Martín Camalich.

Este estudio es producto de una colaboración internacional del IAC con la Universidad de Surrey (Guildford, Reino Unido) y el Laboratorio de Annecy-le-Vieux de Física Teórica Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique, LAPTh, situado en Annecy, Francia.

Los investigadores han trabajado en estudios cinemáticos que permiten determinar la estructura de galaxias y cúmulos estelares en el grupo Local, es decir en las galaxias más cercanas a la Vía Láctea.

En este caso, el campo de estudio ha sido el cúmulo globular Omega Centauri. Añade el IAC que uno de los puntos más debatidos en los foros astrofísicos y que ha suscitado mucho interés es determinar si en esta estructura hay un agujero negro de masa intermedia (es decir, con una masa de cientos a cientos de miles de masas solares) y, si lo hay, cuál es su efecto en el resto del sistema.

El estudio del IAC suscrito por Bañares “aclara” la cuestión al descubrir que probablemente lo que está afectando al baile de estrellas en ese cúmulo no se trata de un agujero negro de masa intermedia, sino la unión o cúmulo de varios agujeros negros estelares, que se forman tras el colapso de estrellas masivas al final de sus vidas y son mucho más pequeños (con masas inferiores a unas decenas de masas solares).

Según el IAC, con este descubrimiento se abre una visión en el estudio de los tipos de agujeros negros y su función en la evolución estelar.

Hasta ahora hay consenso en que existen agujeros negros supermasivos que exceden el millón de masas solares habitando los centros de galaxias, como ocurre, por ejemplo, en la Vía Láctea.

También es conocido que hay agujeros negros menos masivos, los agujeros negros estelares, que también están presentes en galaxias, pero la pregunta es: ¿Cómo se han producido y qué acción ejercen?.

Andrés Bañares responde: “Sabemos que las galaxias grandes albergan agujeros negros en sus centros, pero en galaxias enanas la respuesta es incierta a día de hoy. Se cree que Omega Centauri es una galaxia que fue disrumpida por la Vía Láctea”.

Prosigue que, ese modo, se ha motivado la búsqueda de estos objetos en este cúmulo, cuyo resultado permitiría explicar algunas de sus propiedades enigmáticas, y, agrega Bañares, supondría un avance importante en el entendimiento sobre su formación y estructura.

De hecho, la existencia de agujeros negros de masa intermedia es incierta, ya que hasta ahora solo se han confirmado agujeros negros de masa estelar, del orden de decenas de masas solares, y agujeros negros supermasivos, que exceden el millón de masas solares, comenta el investigador.

La existencia o no de estos objetos es importante debido a que actúan como eslabón intermedio predicho por modelos de formación de estos objetos.

En concreto, la presencia de un agujero negro en Omega Centauri de debate desde hace decenios, con varios estudios apuntando a su posible presencia mediante pruebas cinemáticas en estrellas.

Tanto la presencia de un agujero negro de masa intermedia como la de una población de agujeros negros de masa estelar y otros remanentes han sido investigadas en esta zona, en gran medida debido a la evidencia que apunta a que Omega Centauri se trata de una galaxia enana absorbida por la Vía Láctea.

“Nuestro análisis constituye un paso importante para aclarar este debate, ya que permite distinguir entre estos dos tipos de objetos mediante una metodología más completa y rigurosa que análisis previos, y con el uso de datos más recientes y novedosos”, explica el autor principal.

Entre las novedades de este estudio está que para ratificar la predicción teórica y las pruebas observacionales se ha utilizado la aceleración de púlsares, que son estrellas de neutrones que giran de forma regular y emiten una señal periódica que se puede medir con precisión.

Cuando los púlsares están ligados a una galaxia, o en este caso un cúmulo globular de estrellas, experimentan una aceleración que se puede medir por las variaciones de esta señal periódica, lo que es una manifestación del llamado efecto Doppler.

Andrés Bañares explica que, por otro lado, la formación de púlsares es también un área de estudio activa y, debido a la abundancia de estos objetos recientemente detectados y la historia de sus procesos dinámicos, Omega Centauri “es un entorno ideal para estudiar modelos sobre sur formación, algo que hemos podido hacer por primera vez en nuestro análisis”.

Estos hallazgos, continúa, ponen de relieve la eficacia de esta novedosa metodología, que, haciendo uso de cinemática estelar y observaciones de púlsares junto a un modelado exhaustivo, se usa explorar la estructura de los cúmulos estelares, sentando un prometedor precedente en un contexto marcado por el rápido crecimiento de observaciones y descubrimientos que este campo está experimentando.