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Al revisar dos décadas y media de imágenes de los archivos del Telescopio Espacial Hubble, los astrofísicos pueden haber descubierto evidencia de un agujero negro cercano que podría ser al menos 8.200 veces más masivo que el Sol.
Si más estudios confirman los resultados, el objeto será el segundo agujero negro más grande encontrado en nuestra galaxia. También podría ser el candidato más fuerte para un agujero negro intermedio: un objeto en la enigmática "tierra de nadie" entre los agujeros negros "supermasivos" que se cree que se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias y otros mucho más pequeños que pesan tanto como una sola estrella grande.
Estrellas que se mueven rápidamente
El astrofísico Maximilian Häberle del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania, y sus colaboradores examinaron más de 500 imágenes de ω Centauri, un denso cúmulo estelar con 10 millones de estrellas a unos 18.000 años luz (5,43 kiloparsecs) del sistema solar. Las imágenes fueron tomadas principalmente para calibrar los instrumentos del Telescopio Hubble a lo largo de los años.
El equipo unió las imágenes para reconstruir el movimiento de más de 150.000 estrellas en el cúmulo. La mayoría de las estrellas se movieron tal como predicen los modelos teóricos, afirma Häberle. “Pero hubo algunos que actuaron más rápido”. Siete estrellas, todas cerca del centro de ω Centauri, se movían demasiado rápido para ser sostenidas únicamente por la gravedad del cúmulo.
Esto sugiere que las estrellas fueron aceleradas por la atracción gravitacional de un objeto masivo, como un agujero negro. Según las velocidades de las estrellas, debería pesar al menos 8.200 masas solares, pero podría llegar a pesar hasta 50.000 soles. "No sabíamos de antemano si lo encontraríamos o no", afirma Häberle. "Era un poco arriesgado y no habríamos podido encontrar nada".
"Es un experimento difícil" y las pruebas de la existencia de un agujero negro "todavía están muy lejos de ser concluyentes", dice Gerry Gilmore, astrofísico de la Universidad de Cambridge, Reino Unido. En particular, los datos aún no muestran ninguna señal de las trayectorias que orbitan entre sí como se espera de un objeto masivo, como sería el caso de las estrellas que orbitan alrededor de un objeto masivo. En el caso de Sagitario A*, el agujero negro de 4,3 millones de masas solares en el centro de la Vía Láctea, Años de observación encontró evidencia irrefutable de tales caminos curvos: uno para los dos investigadores principales en 2020 Premio Nobel recibió. El Telescopio Espacial Gaia también ha descubierto algunos agujeros negros inactivos con forma de estrella a partir del movimiento de una sola estrella compañera. 2.
La mayoría de los agujeros negros se han descubierto en las últimas cinco décadas utilizando radiación como los rayos X o las ondas de radio. 3producido por gas sobrecalentado que entra en espiral dentro del agujero. El primer indicio de la existencia de Sagitario A* fue en realidad una fuente de radiofría, aunque no muy brillante. Pero no se encontraron tales emisiones en ω Centauri.
Pesos medios enigmáticos
La masa del objeto candidato en ω Centauri lo situaría claramente en el rango de los agujeros negros intermedios, generalmente entre 100 y 100.000 masas solares. Hasta ahora, la única evidencia sólida de la existencia de agujeros negros en esta área proviene de la detección de ondas gravitacionales producidas por dos agujeros negros en fusión. Uno de esos eventos observado en 2019, se dice que creó un objeto de unas 150 masas solares.
La búsqueda de agujeros negros de tamaño mediano tiene una larga historia de afirmaciones que luego son refutadas. Los astrofísicos sospechan desde hace tiempo que algunas fuentes de rayos X “ultraluminosos” podrían ser agujeros negros de este tamaño. Pero ahora se ha demostrado que la mayoría de estas candidatas son estrellas de neutrones, que brillan inusualmente al absorber material sobrecalentado de una estrella compañera. "Lo más probable es que estén asociados con sistemas binarios jóvenes 'normales'", dice Giuseppina Fabbiano, astrofísica del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Cambridge, Massachusetts.
Quedan grandes preguntas, incluida cómo algunos agujeros negros se vuelven supermasivos y si son el resultado de múltiples fusiones, empezando por agujeros negros estelares y continuando a través de masas intermedias como la del candidato en ω Centauri.
El equipo ahora está planificando estudios de seguimiento con el telescopio espacial James Webb, afirma Häberle. Si bien los datos del Hubble solo mostrarán cómo se mueven las estrellas a lo largo del campo de visión, los espectros de las estrellas mostrarán cómo se mueven a lo largo de la línea de visión, lo que permitirá a los astrónomos reconstruir sus velocidades en 3D.