Omega Centauri es un cúmulo globular, es decir, un conjunto de estrellas, de la constelación de Centaurus que puede dar las claves para entender su cinemática estelar, que es el movimiento que hacen las estrellas en función de las fuerzas gravitatorias que experimentan.
En concreto, un equipo de investigación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) acaba de publicar un estudio que demuestra que la unión de un grupo de agujeros negros son los que marcan la pauta de ese baile de estrellas llamado cinemática estelar. Algo extrapolable a otras estructuras del Universo y que contradice algunas tesis aceptadas sobre el papel que juegan los agujeros negros menos masivos en el movimiento de las estrellas. El estudio ha sido publicado recientemente por la revista Astronomy & Astrophysics y lo firma como primer autor Andrés Bañares Hernández, que forma parte del equipo liderado por Jorge Martín Camalich.
Este estudio es producto de una colaboración internacional del IAC con la Universidad de Surrey (Guildford, Reino Unido) y el Laboratorio de Annecy-le-Vieux de Física Teórica Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique, LAPTh, situado en Annecy, Francia.
Este equipo ha trabajado extensamente en estudios cinemáticos que permiten determinar la estructura de galaxias y cúmulos estelares en el Grupo Local, es decir en las galaxias más cercanas a la Vía Láctea. En este caso, el campo de estudio ha sido el cúmulo globular Omega Centauri. Uno de los puntos más debatidos en los foros astrofísicos actuales y que ha suscitado mucho interés es determinar si en esta estructura hay un agujero negro de masa intermedia (es decir, con una masa de cientos a cientos de miles de masas solares) y, si lo hay, cuál es su efecto en el resto del sistema.
El estudio del IAC suscrito por Bañares viene a aclarar la cuestión al descubrir que probablemente lo que está afectando al baile de estrellas en ese cúmulo no se trata de un agujero negro de masa intermedia, sino la unión o cúmulo de varios agujeros negros estelares, que se forman tras el colapso de estrellas masivas al final de sus vidas y son mucho más pequeños (con masas inferiores a unas decenas de masas solares).
Este descubrimiento viene a abrir una nueva visión en el estudio de los distintos tipos de agujeros negros y su papel en la evolución estelar. Hasta ahora, hay consenso en que existen agujeros negros supermasivos que exceden el millón de masas solares habitando los centros de galaxias, como ocurre, por ejemplo, en nuestra Vía Láctea. También es conocido que existen agujeros negros menos masivos, los agujeros negros estelares, que también están presentes en galaxias, pero la pregunta es: ¿Cómo se han producido y qué acción ejercen? Andrés Bañares responde: “Sabemos que las galaxias grandes albergan agujeros negros en sus centros, pero en galaxias enanas la respuesta es incierta a día de hoy. Se cree que Omega Centauri es una galaxia que fue disrumpida por la Vía Láctea. Esto ha motivado la búsqueda de estos objetos en este cúmulo, cuyo resultado permitiría explicar algunas de sus propiedades enigmáticas y supondría un avance importante en nuestro entendimiento sobre su formación y estructura.”
De hecho, la existencia de agujeros negros de masa intermedia es actualmente incierta, ya que hasta ahora solo se han confirmado agujeros negros de masa estelar, del orden de decenas de masas solares, y agujeros negros supermasivos, que exceden el millón de masas solares. La existencia o no-existencia de estos objetos es importante debido a que actúan como eslabón intermedio predicho por modelos de formación de estos objetos.
En concreto, la presencia de un agujero negro en Omega Centauri lleva ya debatiéndose durante casi dos décadas, con varios estudios apuntando a su posible presencia mediante pruebas cinemáticas en estrellas. Tanto la presencia de un agujero negro de masa intermedia como la de una población de agujeros negros de masa estelar y otros remanentes han sido investigadas en esta zona, en gran medida debido a la evidencia que apunta a que Omega Centauri se trata de una galaxia enana absorbida por la Vía Láctea.
“Nuestro análisis constituye un paso importante para aclarar este debate, ya que permite distinguir entre estos dos tipos de objetos mediante una metodología más completa y rigurosa que análisis previos, y con el uso de datos más recientes y novedosos”, explica el autor principal.
Entre las novedades de este estudio está que para ratificar la predicción teórica y las pruebas observacionales se ha utilizado la aceleración de púlsares, “los púlsares son estrellas de neutrones que giran de forma regular y emiten una señal periódica que podemos medir con precisión. Cuando los púlsares están ligados a una galaxia, o en este caso un cúmulo globular de estrellas, experimentan una aceleración que podemos medir por las variaciones de esta señal periódica. Esto es una manifestación del llamado efecto Doppler.”
Andrés Bañares explica que “por otro lado, la formación de púlsares es también un área de estudio activa y, debido a la abundancia de estos objetos recientemente detectados y la historia de sus procesos dinámicos, Omega Centauri es un entorno ideal para estudiar modelos sobre sur formación, algo que hemos podido hacer por primera vez en nuestro análisis”.
Estos hallazgos ponen de relieve la eficacia de esta novedosa metodología, que haciendo uso de cinemática estelar y observaciones de púlsares junto a un modelado exhaustivo, se usa explorar la estructura de los cúmulos estelares, sentando un prometedor precedente en un contexto marcado por el rápido crecimiento de observaciones y descubrimientos que este campo está experimentando.
Contactos
Jorge Martin Camalich
jcamalich [at] iac.es (jcamalich[at]iac[dot]es)
Andrés Bañares Hernández
andres.banares.hdez [at] iac.es (andres[dot]banares[dot]hdez[at]iac[dot]es)
Enlaces
Articulo en revista Astronomy & Astrophysics
