Un grupo denso de estrellas a unos miles de a\u00f1os luz de distancia ha estado albergando una sorpresa en su n\u00facleo. En lugar de un agujero negro relativamente grueso, los astr\u00f3nomos han descubierto que el c\u00famulo globular NGC 6397 est\u00e1 envuelto alrededor de un c\u00famulo de peque\u00f1os de masa estelar.<\/p>\n\n\n\n
Esto no solo podr\u00eda ayudarnos a comprender mejor la formaci\u00f3n de agujeros negros m\u00e1s grandes, sino que sugiere que los c\u00famulos globulares podr\u00edan ser de gran inter\u00e9s para la astronom\u00eda de ondas gravitacionales, ya que los agujeros negros inevitablemente se acercan m\u00e1s hacia la colisi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Los c\u00famulos globulares de estrellas a menudo se consideran “f\u00f3siles” del universo temprano. Son c\u00famulos esf\u00e9ricos muy densos de aproximadamente 100.000 a 1 mill\u00f3n de estrellas muy antiguas, algunas, como NGC 6397, casi tan antiguas como el propio universo. En cualquier c\u00famulo globular, todas sus estrellas se formaron al mismo tiempo, a partir de la misma nube de gas. La V\u00eda L\u00e1ctea tiene alrededor de 150 c\u00famulos globulares conocidos.<\/p>\n\n\n\n
Estos objetos son excelentes herramientas para estudiar, por ejemplo, la historia del Universo o el contenido de materia oscura de las galaxias que orbitan. Recientemente, sin embargo, los astr\u00f3nomos los han estado observando m\u00e1s de cerca como posibles hogares de una clase de objetos elusivos: los agujeros negros de masa intermedia.<\/p>\n\n\n\n
Como sugiere su nombre, estos pesos medios se ubican entre los agujeros negros de masa estelar y supermasivos, el \u00faltimo de los cuales se encuentra t\u00edpicamente en los centros de las galaxias.<\/p>\n\n\n\n
Si bien los l\u00edmites entre los agujeros negros de masa intermedia y los agujeros negros supermasivos actualmente no est\u00e1n muy bien definidos, los agujeros negros de masa intermedia generalmente se consideran m\u00e1s grandes que una estrella colapsada t\u00edpica (hasta cien masas solares) pero no supermasivos (entre un millones y mil millones de veces m\u00e1s masa que un agujero negro estelar t\u00edpico).<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, la evidencia firme de la existencia de agujeros negros de masa intermedia es escasa y en gran medida no concluyente. La teor\u00eda y los modelos sugieren que podr\u00edan encontrarse en c\u00famulos globulares, el n\u00facleo gravitacional alrededor del cual se agrupan las estrellas, como galaxias m\u00e1s grandes alrededor de agujeros negros supermasivos.<\/p>\n\n\n\n
Las propiedades de NGC 6397, a unos 7.800 a\u00f1os luz de distancia, sugirieron que podr\u00eda haber uno de estos pesos medios en su centro.<\/p>\n\n\n\n
Dado que no podemos ver los agujeros negros (porque no emiten ninguna radiaci\u00f3n detectable), los astr\u00f3nomos observaron m\u00e1s de cerca las \u00f3rbitas de las estrellas en el c\u00famulo, bas\u00e1ndose en a\u00f1os de datos del Hubble, para ver si indicaban un intermedio agujero negro masivo.<\/p>\n\n\n\n
“Encontramos pruebas muy s\u00f3lidas de una masa invisible en el n\u00facleo denso del c\u00famulo globular”, dijo el astr\u00f3nomo Eduardo Vitral del Instituto de Astrof\u00edsica de Par\u00eds en Francia, “pero nos sorprendi\u00f3 descubrir que esta masa extra no es” puntual (eso ser\u00eda de esperar para un agujero negro masivo y solitario) pero se extendi\u00f3 a un peque\u00f1o porcentaje del tama\u00f1o del c\u00famulo”.<\/p>\n\n\n\n
Esto es consistente con un tipo de arrastre conocido como fricci\u00f3n din\u00e1mica, en el que los objetos en el c\u00famulo intercambian impulso, enviando objetos m\u00e1s densos y masivos hacia el n\u00facleo y objetos menos masivos hacia las afueras.<\/p>\n\n\n\n
Las estrellas muertas como las enanas blancas, las estrellas de neutrones y los agujeros negros son m\u00e1s densas que las estrellas de la secuencia principal, por lo que se mueven hacia adentro, enviando las estrellas m\u00e1s claras hacia afuera.<\/p>\n\n\n\n
“Usamos la teor\u00eda de la evoluci\u00f3n estelar para concluir que la mayor parte de la masa extra que encontramos estaba en forma de agujeros negros”, dijo el astr\u00f3nomo Gary Mamon del Instituto de Astrof\u00edsica de Par\u00eds.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n es consistente con dos art\u00edculos recientes, que encontraron que, en lugar de agujeros negros de masa intermedia, las poblaciones de agujeros negros de masa estelar podr\u00edan habitar las regiones centrales de los c\u00famulos globulares. Ahora esos hallazgos han sido validados.<\/p>\n\n\n\n
“El nuestro es el primer estudio que proporciona tanto la masa como la extensi\u00f3n de lo que parece ser una colecci\u00f3n de agujeros en su mayor\u00eda negros en el centro de un c\u00famulo globular colapsado”, dijo Vitral.<\/p>\n\n\n\n
Esta es informaci\u00f3n \u00fatil tanto en el estudio de agujeros negros de masa estelar como en la b\u00fasqueda de agujeros negros de masa intermedia. Ahora que tenemos evidencia observacional de que esto puede suceder, los astr\u00f3nomos pueden refinar sus b\u00fasquedas para descartar c\u00famulos globulares que se comporten de la misma manera.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n hay implicaciones para otras investigaciones sobre agujeros negros.<\/p>\n\n\n\n
Debido a que los objetos continuar\u00e1n hundi\u00e9ndose hacia el centro del c\u00famulo, el equipo cree que eventualmente comenzar\u00e1n a formar una espiral entre s\u00ed y fusionarse. Eventualmente, dentro de mucho, mucho tiempo, esto podr\u00eda resultar en un agujero negro de masa intermedia.<\/p>\n\n\n\n
De manera m\u00e1s inmediata, este proceso en curso sugiere que los n\u00facleos de tales grupos podr\u00edan ser muy importantes para la astronom\u00eda de ondas gravitacionales. Debido a que est\u00e1n tan cerca, los procesos deber\u00edan acelerarse, lo que significa que podr\u00edamos mirar a estas regiones tanto para estudiar las condiciones previas a la fusi\u00f3n como para tratar de anticiparnos a los eventos de ondas gravitacionales que ocurrir\u00e1n cuando los agujeros negros se fusionen.<\/p>\n\n\n\n