El Hubble descubre un grupo de agujeros negros ocultos en un cúmulo globular de la Vía Láctea

Cúmulo Globular NGC 6397. Crédito: NASA

Los científicos esperaban encontrar un agujero negro de masa intermedia en el núcleo del cúmulo globular NGC 6397, pero en su lugar encontraron evidencia de una concentración de agujeros negros más pequeños ocultos en el corazón del cúmulo. Los datos, aportados por el Telescopio Espacial Hubble de NASA / ESA, le han permitido a los científicos calcular por primera vez la masa y extensión de un grupo de agujeros negros en el núcleo colapsado de un cúmulo globular.

Un cúmulo globular es un conjunto de cientos de miles o incluso millones de estrellas que se encuentran densamente agrupadas y que se mantienen unidas por su propia fuerza gravitatoria. Dichos cúmulos suelen ser muy antiguos, por ejemplo, el cúmulo globular NGC 6397, es casi tan antiguo como el propio Universo. Reside a 7.800 años luz de distancia, lo que lo convierte en uno de los cúmulos globulares más cercanos a la Tierra. NGC 6397 es uno de 20 cúmulos globulares de la Vía Láctea que se conocen por tener un núcleo colapsado debido a una aglomeración estelar extremadamente densa.

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Llamada de la concentración del agujero negro en NGC 6397 (impresión del artista)

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Impresión artística de la concentración del agujero negro en NGC 6397

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Imagen terrestre del cúmulo globular NGC 6397

Cuando Eduardo Vitral y Gary A. Mamon del Instituto de Astrofísica de París analizaron el núcleo de NGC 6397, esperaban encontrar evidencia de un agujero negro de “masa intermedia” (IMBH). Estos son más pequeños que los agujeros negros supermasivos que moran en los núcleos de las galaxias masivas, pero más grandes que los agujeros negros de masa estelar que se forman por el colapso de estrellas masivas. Los IMBH son el “eslabón perdido” en la evolución de los agujeros negros y su mera existencia es objeto de debates acalorados entre los científicos.

Para encontrar el IMBH, Vitral y Mamon analizaron las posiciones y velocidades de las estrellas del cúmulo globular. 

El cálculo se realizó utilizando estimaciones previas de los movimientos de las estrellas a partir de imágenes del Hubble de NGC 6397 que abarcan varios años. También se utilizaron datos proporcionados por el observatorio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, que mide con precisión las posiciones, distancias y movimientos de las estrellas.

“Nuestro análisis indicó que las órbitas de las estrellas son en su mayoría aleatorias en todo el cúmulo globular, en lugar de ser sistemáticamente circulares o alargadas”, explicó Mamon.

“Encontramos evidencia de masa invisible en las regiones densas del núcleo del cúmulo, pero nos sorprendió descubrir que esta masa adicional no está concentrada en un punto fijo, sino que se extiende a lo largo de varias ubicaciones en el núcleo de NGC 6397”, agregó Vitral.

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Vista de campo amplio del cúmulo globular NGC 6397

Esta masa invisible solamente podría estar conformada por los remanentes de estrellas masivas cuyas regiones internas colapsaron bajo su propia gravedad una vez que se agotó su combustible nuclear. Dichos remanentes se pueden convertir en enanas blancas, estrellas de neutrones o agujeros negros de masa estelar. Utilizando los datos sobre las velocidades y movimientos de las estrellas en el núcleo de NGC 6397, así como la teoría de la evolución estelar, los científicos concluyeron que la mayor parte de la concentración de la masa invisible está conformada por agujeros negros de masa estelar y no por enanas blancas o estrellas de neutrones, las cuales serían muy difíciles de detectar.

Otros dos estudios recientes también habían propuesto que los restos estelares y, en particular, los agujeros negros de masa estelar, podrían poblar las regiones internas de la mayoría de los cúmulos globulares.

“Este es el primer estudio que ha logrado proporcionar datos sobre la masa y la extensión de lo que parece ser un grupo de agujeros en el núcleo colapsado de un cúmulo globular”, dijo Vitral.

Fuente: Esa Hubble