Sobre agujeros negros y Omega Centauri

En 2019, se diseñó un proyecto de investigación destinado a mejorar la comprensión de la historia de la formación de Omega Centauri, y se aprovechó la oportunidad para resolver de una vez por todas la cuestión del agujero negro central del cúmulo: si pudieran identificar las estrellas que se mueven rápidamente alrededor de un agujero negro en el centro de Omega Centauri, esa sería la prueba.

Maximilian Häberle, estudiante de doctorado en el Instituto Max-Planck de Astronomía, dirigió el trabajo de creación de un enorme catálogo de los movimientos de las estrellas en Omega Centauri, midiendo las velocidades de 1,4 millones de estrellas mediante el estudio de más de 500 imágenes de calibración del Hubble usando el cúmulo. Estas vistas siempre repetidas de Omega Centauri, resultaron ser el conjunto de datos ideal para la investigación del equipo.

Al final, Häberle no sólo consiguió el catálogo más completo del movimiento de las estrellas en Omega Centauri, sino que también había encontrado no una, sino siete estrellas que se movían rápidamente en una pequeña región en el centro de Omega Centauri.

Los astrónomos generalmente dividen los agujeros negros en tres categorías según su masa:

• masa estelar
• masa intermedia
• supermasivos

Cuando una estrella con más de ocho veces la masa del Sol se queda sin combustible, su núcleo colapsa, rebota y explota como una supernova. Si la masa de la estrella antes de la explosión tuviera alrededor de 20 veces la masa del Sol o más, hasta unos cientos, el núcleo de la estrella colapsa en un agujero negro, que por su masa es del tipo masa estelar.

Casi todos los agujeros negros de masa estelar observados hasta ahora se han encontrado porque están emparejados con estrellas. Bien porque la estrella ha estallado, bien porque sea una estrella binaria donde la más masiva extrae masa de la estrella compañera. Parece lógico.

Todas las galaxias grandes tienen un agujero negro supermasivo en su centro. Estos monstruosos objetos tienen entre cientos de miles y miles de millones de veces la masa del Sol. El que se encuentra en el centro de nuestra galaxia, Sagitario A*, tiene 4 millones de veces la masa del Sol, relativamente pequeño en comparación con los que se han visto en otras galaxias.

Pero, aunque creemos que debe de haber agujeros negros de todos los tamaños, no hemos sido capaces de verificarlos por la observación. Se busca activamente algún ejemplo de los llamados agujeros negros del eslabón perdido, es decir, de masa intermedia. Y aquí es donde entra Omega Centauri.

Omega Centauri es el cúmulo globular más brillante y masivo que orbita la Vía Láctea. Posee más de cuatro millones de estrellas y, aparentemente, es el residuo que queda de una galaxia enana absorbida por la Vía Láctea hace ya bastante tiempo. Ver las imágenes del Hubble del interior de cúmulo es un espectáculo.

Una característica curiosa es que es el cúmulo globular con mayor número de blue stragglers que se conoce. Habitualmente en los cúmulos globulares todas las estrellas se forman más o menos al mismo tiempo. Las estrellas tienen, entonces, un color que se corresponde con su masa, siguiendo la secuencia principal del diagrama de Hertzsprung-Russell. Los blue stragglers (literalmente traducible como las estrellas rezagadas azules) son estrellas muy azules y que aparentan una edad menor que la del sistema estelar al que pertenecen, si se supone que se formaron junto con él.

Descubrimos siete estrellas que no deberían estar allí, explicó Maximilian Häberle. Se están moviendo tan rápido que deberían escapar del grupo y nunca regresar. La explicación más probable es que un objeto muy masivo atraiga gravitacionalmente estas estrellas y las mantenga cerca del centro. El único objeto que puede ser tan masivo es un agujero negro, con una masa al menos 8200 veces la de nuestro Sol.

Esta masa sería la que corresponde a un agujero negro de masa intermedia (IMBH) y representaría la prueba de la existencia de agujeros negros de este tamaño.

Si se confirma, a su distancia de 18.000 años luz, el agujero negro candidato se encuentra más cerca de la Tierra que el agujero negro de 4,3 millones de masa solar en el centro de la Vía Láctea, que está a 27.000 años luz de distancia. Además del centro galáctico, este sería también el único caso conocido de varias estrellas estrechamente unidas a un agujero negro masivo.