¿Misterio resuelto? Es posible que se haya encontrado por primera vez un agujero negro intermedio en la Vía Láctea

Un tipo de agujero negro nunca antes observado por los científicos podría estar dentro de nuestra galaxia y responder a varios interrogantes: así ha sido este sorprendente descubrimiento.

Un tipo de agujero negro nunca antes observado podría haberse encontrado por primera vez en un cúmulo globular de la Vía Láctea.
Un tipo de agujero negro nunca antes observado podría haberse encontrado por primera vez en un cúmulo globular de la Vía Láctea.

Los agujeros negros son regiones del espacio-tiempo donde la curvatura es tan extrema que ni siquiera la luz puede escapar. La masa de un agujero negro está en la singularidad y se pueden clasificar según su masa. Se pueden dividir en agujeros negros estelares, que tienen masas de unas pocas a decenas de veces la masa del Sol, y agujeros negros supermasivos, que tienen masas de millones a miles de millones de veces la masa del Sol.

Un tercer tipo de agujero negro se llama agujero negro intermedio y representa la ventana entre cientos y miles de masas solares. Sin embargo, este tipo de agujero negro aún no ha sido observado propiamente en astronomía y sólo se han encontrado unas pocas evidencias sin confirmación. Varios grupos de astrónomos utilizan métodos indirectos para intentar encontrar estos agujeros negros, como la observación de los efectos gravitacionales sobre estrellas cercanas o gas.

Un nuevo artículo publicado en la revista Nature ha anunciado la posible detección de un agujero negro intermedio en la Vía Láctea. Este agujero negro intermedio estaría en un cúmulo globular llamado ωCentauri. Se estima que tiene alrededor de 8.200 masas solares según análisis realizados con mediciones de las velocidades y trayectorias de las estrellas presentes en el cúmulo.

Agujeros negros

Los agujeros negros generalmente se dividen en dos clases dependiendo de su masa: agujeros negros estelares y agujeros negros supermasivos. Los agujeros negros estelares se forman cuando las estrellas masivas colapsan bajo su propia gravedad. Generalmente, los agujeros negros estelares tienen masas de unas pocas a decenas de veces la masa del Sol. El otro tipo son los agujeros negros supermasivos.

El origen de un agujero negro supermasivo aún es incierto y proyectos como el Telescopio Espacial James Webb pretenden responder a esta pregunta.

Los agujeros negros supermasivos, con masas de millones a miles de millones de masas solares, se encuentran en el centro de cada galaxia. La propia Vía Láctea tiene un agujero negro supermasivo en su centro que se llama Sgr A* o Sagitario A*. Este agujero negro tiene alrededor de 4 millones de masas solares y está a una distancia de unos 26 mil años luz del sistema solar.

El misterio de los agujeros negros intermedios

Los agujeros negros intermedios, con masas que varían entre cientos y miles de veces la masa del Sol, son responsables de llenar la brecha de masa entre los agujeros negros estelares y los supermasivos. Aunque su existencia es naturalmente esperada, nunca se ha detectado ningún intermedio. La falta de observaciones ha dado lugar a uno de los mayores misterios de la astronomía: ¿dónde están los agujeros negros intermedios?

Desde principios de siglo, varios grupos han publicado resultados con posibles evidencias de la existencia de estos objetos. Sin embargo, hasta la fecha ninguna de estas evidencias ha sido completamente confirmada y aún se necesitan más observaciones. La esperanza de encontrar un agujero negro intermedio reside principalmente en las galaxias enanas y los cúmulos globulares.

ωCentauri

Uno de los cúmulos globulares que ha llamado la atención de los astrónomos es el cúmulo ωCentauri. Este cúmulo es extremadamente denso y se considera el más masivo de la Vía Láctea observado hasta la fecha. La composición química y los movimientos de las estrellas presentes en ωCentauri sugieren que ωCentauri fue una vez una galaxia enana absorbida por la Vía Láctea.

El cúmulo de ωCentauri se considera el más masivo de la Vía Láctea y podría haber sido una galaxia enana que fue engullida por la interacción con nuestra galaxia. Crédito: ESO
El cúmulo de ωCentauri se considera el más masivo de la Vía Láctea y podría haber sido una galaxia enana que fue engullida por la interacción con nuestra galaxia. Crédito: ESO

Dado que se espera que las galaxias enanas tengan agujeros negros intermedios, ωCentauri es un candidato para la observación de un agujero negro intermedio. El debate sobre si ωCentauri tiene o no un agujero negro intermedio es antiguo, pero recientemente un grupo de astrónomos analizó los datos del Hubble para intentar responder a esta pregunta. Si se confirma, será la primera vez que se detecten estos objetos.

¡Un agujero negro intermedio en la Vía Láctea!

En el estudio, el grupo de investigadores utilizó 20 años de datos del telescopio Hubble para estudiar el movimiento y la trayectoria de las estrellas en ωCentauri. Con estos datos, los investigadores encontraron estrellas con velocidades superiores a 90 km/s en el centro del cúmulo. Dado que la velocidad es mayor que la velocidad de escape, ya deberían haber escapado del cúmulo.

Como las estrellas parecen atrapadas en el centro, esto sugiere la presencia de un objeto masivo e invisible en la región central. La presencia de estas estrellas en el núcleo de ωCentauri indica la existencia de un agujero negro intermedio con una masa de unas 8.200 masas solares. Las simulaciones de las distribuciones estelares del cúmulo concuerdan con los análisis que indican la existencia de un agujero negro intermedio.

Referencia de la noticia:

Häberle et al 2024 Fast-moving stars around an intermediate-mass black hole in ω Centauri Nature