Agujero negro en Omega Centauri

Imágenes del Telescopio Espacial Hubble y datos obtenidos con el espectógrafo del telescopio Gemini Sur en Chile, muestran que Omega Centauri, el cúmulo globular más grande y brillante del cielo, parece hospedar un agujero negro de masa intermedia en su centro.

¿Es Omega Centauri un cúmulo globular o es una galaxia enana? ¿Los agujeros negros de masa intermedia, son los precursores de los supermasivos agujeros negros en los centros de las galaxias?

Crédito:NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)Acknowlegement: A. Cool (San Francisco State Univ.) and J. Anderson (STScI)

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Omega Centauri es visible a simple vista desde la Tierra. Aunque se encuentra a 17.000 años luz de distancia, localizado justo arriba del plano de la Vía Láctea, aparece casi tan grande como la Luna llena cuando se lo ve desde el oscuro cielo rural, libre de contaminación.

¿Qué es Omega Centauri?

Fue primeramente clasificado como una estrella en el catálogo de Ptolomeo, hace casi 2000 años. Edmond Halley lo reportó como una nebulosa en 1677. John Herschel, allí por la década de 1830, fue el primero en reconocerlo como cúmulo globular. Ahora, más de un siglo después, este nuevo resultado sugiere que no es un cúmulo sino una galaxia enana. Ya habíamos comentado aquí un estudio previo al respecto, en "Múltiples nacimientos estelares en un cúmulo globular".

Los cúmulos globulares consisten en cientos de miles de estrellas viejas agrupadas por su gravedad. Se encuentran en las afueras de muchas galaxias incluyendo la nuestra. Omega Centauri tiene varias características que lo distinguen de otros cúmulos globulares: rota más rápido, tiene una forma bastante aplanada y consiste en varias generaciones de estrellas, mientras los cúmulos globulares típicos usualmente consisten en estrellas de la misma generación.

Más aún, Omega Centauri es unas 10 veces más masivo que otros grandes cúmulos globulares, casi tan masivo como una pequeña galaxia. Estas peculiaridades han llevado a los astrónomos a sugerir que Omega Centauri quizás no sea un cúmulo globular sino una galaxia enana a la que se lo quitaron sus estrellas exteriores, quizás por un encuentro previo con la Vía Láctea.

"Encontrar un agujero negro en el corazón de Omega Centauri podría tener profundas implicaciones para nuestro entendimiento de su pasada interacción con la Vía Láctea", dice Eva Noyola, astrónoma del Max-Planck Institute y líder del equipo que realizó el descubrimiento.

Noyola y sus colegas midieron los movimientos y el brillo de las estrellas en el centro de Omega Centauri. Las velocidades medidas de las estrellas en el centro están relacionadas con la masa total del cúmulo y eran mucho más altas que lo esperado para una masa deducida del número y tipo de estrellas vistas. Por lo que debería haber algo extraordinariamente masivo (e invisible) en el centro del cúmulo, responsable de la rápida danza estelar, probablemente un agujero negro de unas 40.000 masas solares.

"Antes de esta observación, sólo teníamos un ejemplo de un agujero negro de masa intermedia- en el cúmulo globular G1, en la vecina galaxia Andrómeda", dice el astrónomo Karl Gebhardt de la Universidad de Texas y miembro del equipo.

Aunque la presencia de un agujero negro de masa intermedia es la razón más probable para la velocidad de las estrellas cerca del centro del cúmulo, los astrónomos analizaron un par de otras posibles causas: una colección de estrellas no vistas, como enanas blancas o estrellas de neutrones o un grupo de estrellas con órbitas alargadas que podrían hacer que las estrellas más cercanas al centro parezca tomar velocidad.

De acuerdo a Noyola estos escenarios son improblables: "La evolución normal de un cúmulo estelar como Omega Centauri no debería terminar con estrellas comportándose de esas formas. Incluso si asumimos que alguno de esos escenarios ocurrió de alguna forma, se espera que ambas configuraciones sean de corta vida. Un grupo de estrellas que hayan acabado su combustible, se espera que se muevan fuera del centro del cúmulo con rapidez. Para estrellas con órbitas alargadas, se espera que las órbitas se vuelvan circulares rápidamente".

De acuerdo a los científicos, estos agujeros negros de masa intermedia podrían ser los predecesores de los agujeros negros supermasivos. "Estamos en la frontera de descubrir un posible mecanismo de formación de agujeros negros supermasivos. Agujeros negros de masa intermedia como este podrían ser las semillas de los supermasivos".

Los astrónomos han debatido la existencia de agujeros negros de masa intermedia porque no tienen fuerte evidencia de ellos y no hay un mecanismo ampliamente aceptado sobre cómo se forman. Sí poseen amplia evidencia de que los agujeros negros de masa estelar son producidos cuando una estrella masiva muere. Hay evidencia similar de que los agujeros negro supermasivos que pesan el equivalente a billones de masas solares se asientan en los centros de muchas galaxias, incluyendo la Vía Lácta.

Los agujeros negros de masa intermedia quizás sean raros y existan sólo en galaxias enanas, pero también podrían ser más comunes de lo esperado, existiendo en los centros de los cúmulos globulares también. Un sondeo previo de agujeros negros supermasivos y sus galaxias huéspedes mostró una correlación entre la masa de un agujero negro y su huésped. Los astrónomos estiman que la masa de una galaxia enana que podría haber sido la precursora de Omega Centauri era de cerca de 10 millones de masas solares.

Si la regla de las masas de superagujeros negros y sus masivas galaxias huéspedes, fuera válida también para galaxias y agujeros menores, luego, la masa de Omega Centauri no concuerda con su agujero negro.

El equipo usará el VLT de ESO en Paranal, Chile, para conducir un seguimiento observacional de la velocidad de las estrellas cercanas al centro del cúmulo para confirmar su descubrimiento.

Fuentes y links relacionados

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EurekAlert:Black hole found in enigmatic Omega Centauri
SpaceTelescope:Black hole found in enigmatic Omega Centauri
Gemini and Hubble Space Telescope Evidence for an Intermediate Mass Black Hole in Omega Centauri
Eva Noyola (Max Planck Institute for Astrophysics in Germany & University of Texas, USA), Karl Gebhardt (University of Texas) and Marcel Bergmann (Gemini Observatory).
The Astrophysical Journal, 676:1008–1015, 2008 April 1
DOI: 10.1086/529002

Fuente: Últimas noticias del cosmos