Los astrónomos han estado fascinados con los cúmulos globulares desde que fueron observados por primera vez en el siglo XVII. Estas colecciones esféricas de estrellas se encuentran entre los sistemas estelares más antiguos conocidos del Universo, que se remontan al Universo temprano cuando las galaxias apenas comenzaban a crecer y evolucionar. Dichos cúmulos orbitan los centros de la mayoría de las galaxias, y se sabe que más de 150 pertenecen solo a la Vía Láctea.
Uno de estos grupos se conoce como NGC 3201, un grupo ubicado a unos 16.300 años luz de distancia en la constelación sur de Vela. Utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO en el Observatorio Paranal en Chile, un equipo de astrónomos estudió recientemente este grupo y notó algo muy interesante. Según el estudio que publicaron, este grupo parece tener un agujero negro incrustado en él.
El estudio apareció en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society bajo el título "Un candidato de agujero negro de masa estelar separado en el cúmulo globular NGC 3201". El estudio fue dirigido por Benjamin Giesers de la Universidad Georg-August-Göttingen e incluyó a miembros de la Universidad Liverpool John Moores, la Universidad Queen Mary de Londres, el Observatorio Leiden, el Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio, ETH Zurich y el Instituto Leibniz para Astrophysics Potsdam (AIP).
En aras de su estudio, el equipo confió en el instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) en el VLT para observar NGC 3201. Este instrumento es único debido a la forma en que permite a los astrónomos medir simultáneamente los movimientos de miles de estrellas lejanas . En el curso de sus observaciones, el equipo descubrió que una de las estrellas del cúmulo estaba siendo arrojada a velocidades de varios cientos de kilómetros por hora y con un período de 167 días.
Como Giesers explicó en un comunicado de prensa de ESO:
“Estaba orbitando algo que era completamente invisible, que tenía una masa más de cuatro veces mayor que el Sol, ¡esto solo podía ser un agujero negro! El primero encontrado en un cúmulo globular al observar directamente su atracción gravitacional.”
Este hallazgo fue bastante inesperado, y constituye la primera vez que los astrónomos han podido detectar un agujero negro inactivo en el corazón de un cúmulo globular, lo que significa que actualmente no está acumulando materia o rodeado por un disco de gas brillante. También pudieron estimar la masa del agujero negro midiendo los movimientos de la estrella a su alrededor y extrapolando así su enorme atracción gravitacional.
A partir de sus propiedades observadas, el equipo determinó que la estrella que se mueve rápidamente es aproximadamente 0,8 veces la masa de nuestro Sol y que la masa de su homólogo de agujero negro es aproximadamente 4,36 veces la masa del Sol. Esto lo coloca en la categoría de "agujero negro de masa estelar", que son estrellas que exceden la cantidad máxima de masa permitida de una estrella de neutrones, pero son más pequeñas que los agujeros negros supermasivos (SMBH), que existen en los centros de la mayoría de las galaxias.
Este hallazgo es muy significativo, y no solo porque fue la primera vez que los astrónomos observaron un agujero negro de masa estelar en un cúmulo globular. Además, confirma lo que los científicos sospechan desde hace unos años, gracias a los recientes estudios de radio y rayos X de los cúmulos globulares y la detección de señales de ondas de gravedad. Básicamente, indica que los agujeros negros son más comunes en los cúmulos globulares de lo que se pensaba anteriormente.
"Hasta hace poco, se suponía que casi todos los agujeros negros desaparecerían de los cúmulos globulares después de un corto tiempo y que sistemas como este ni siquiera deberían existir". dijo Giesers. "Pero claramente este no es el caso: nuestro descubrimiento es la primera detección directa de los efectos gravitacionales de un agujero negro de masa estelar en un cúmulo globular". Este hallazgo ayuda a comprender la formación de cúmulos globulares y la evolución de los agujeros negros y los sistemas binarios, vitales en el contexto de la comprensión de las fuentes de ondas gravitacionales ".
Este hallazgo también fue significativo dado que la relación entre los agujeros negros y los cúmulos globulares sigue siendo misteriosa, pero muy importante. Debido a sus altas masas, volúmenes compactos y grandes edades, los astrónomos creen que los grupos han producido una gran cantidad de agujeros negros de masa estelar a lo largo de la historia del Universo. Por lo tanto, este descubrimiento podría contarnos mucho sobre la formación de cúmulos globulares, agujeros negros y los orígenes de los eventos de ondas gravitacionales.
Y asegúrese de disfrutar este podcast de ESO que explica el descubrimiento reciente:
