El trabajo aporta nuevas pistas sobre la evolución y la dinámica de las estrellas en regiones con alta concentración de astros
INFOBAE.-Las galaxias albergan enormes “enjambres” de estrellas llamados cúmulos globulares, donde millones de astros se agrupan bajo una intensa gravedad. Uno de sus grandes enigmas es la presencia oculta de agujeros negros de masa estelar, restos invisibles de antiguas estrellas que colapsaron hace miles de millones de años y que, hasta hoy, resultaban imposibles de detectar directamente entre tantos cuerpos celestes.
Un equipo internacional de científicos logró identificar el primer agujero negro de este tipo en Omega Centauri, el cúmulo globular más grande de la Vía Láctea. El hallazgo, publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters, se basó en el análisis de más de dos décadas de observaciones del Telescopio Espacial Hubble y datos recientes del James Webb.
Un agujero negro oculto en el corazón de Omega Centauri
El descubrimiento se produjo al detectar una estrella que orbita un objeto invisible y muy pesado, lo que permitió identificar por primera vez un agujero negro de masa estelar en Omega Centauri. Los científicos analizaron más de veinte años de imágenes del Telescopio Espacial Hubble y sumaron observaciones recientes del James Webb para seguir con precisión el desplazamiento de una estrella acompañante. Los cálculos indicaron que el objeto oculto tiene una masa equivalente a 4,46 veces la del Sol. Ese valor descarta que se trate de una estrella de neutrones, ya que no pueden alcanzar una masa tan alta.
El sistema binario, bautizado como oMEGACat BH-2, se distingue por su extraordinario período orbital: la estrella visible da una vuelta completa alrededor del agujero negro cada 94 años. Se trata de la pareja estrella-agujero negro con la órbita más extensa que se haya encontrado hasta el momento. El nuevo análisis permitió descartar una hipótesis anterior que proponía una estrella de neutrones como compañera.
La estrella que acompaña al agujero negro tiene una masa de 0,78 veces la del Sol y se encuentra en una etapa avanzada de su vida, justo antes de abandonar la secuencia principal, que es la fase más estable de las estrellas. El propio estudio científico indica que este agujero negro es menos masivo de lo que se esperaba para un entorno tan pobre en elementos pesados, lo que los astrónomos llaman “metales”, como es el caso de Omega Centauri. Esta diferencia abre nuevas preguntas sobre cómo pueden formarse agujeros negros en ambientes similares.
Los datos revelan que el sistema oMEGACat BH-2 presenta una órbita muy alargada y excéntrica. Además, los investigadores sostienen que la estrella y el agujero negro no nacieron juntas, sino que se unieron por casualidad dentro del cúmulo, en un fenómeno conocido como formación dinámica.
La precisión de los telescopios espaciales ante el desafío de los cúmulos
Para identificar el agujero negro, el equipo usó una técnica llamada astrometría, que consiste en medir con extrema precisión el movimiento de las estrellas. Se analizaron más de veinte años de imágenes tomadas por el Telescopio Espacial Hubble, a las que se sumaron mediciones recientes del James Webb. Esta combinación permitió observar cómo una estrella cambiaba su posición a lo largo del tiempo mientras giraba alrededor de un objeto invisible.
El estudio científico explica que la trayectoria del astro se pudo seguir con una exactitud tan alta que se detectaron desplazamientos más pequeños que el tamaño de un solo píxel en las cámaras de los telescopios. Además, la secuencia de observaciones captó el momento en que la estrella pasaba más cerca del agujero negro, justo cuando su movimiento es más rápido y fácil de medir.
El propio estudio aclara que no se detectó emisión de rayos X ni de ondas de radio en la zona del agujero negro, algo esperado en este caso porque no hay ningún flujo de materia entre los dos cuerpos y, por eso, no se genera ese tipo de señales.
En un comunicado de la NASA, Matthew Whitaker, investigador de la Universidad de Utah y autor principal del estudio, destacó: “Con los datos de Hubble y Webb, logramos ver el movimiento de la estrella visible, que se encuentra a unos 18.000 años luz, en el entorno denso de Omega Centauri. La precisión de estas mediciones es extraordinaria”.
Nuevas preguntas para la formación de agujeros negros
El descubrimiento de oMEGACat BH-2 tiene varias implicancias para el estudio de los agujeros negros y la evolución de los cúmulos globulares. El artículo sostiene que la presencia de un agujero negro de masa estelar en Omega Centauri proporciona evidencia directa de que estos objetos pueden sobrevivir en entornos densos y que no todos los agujeros negros masivos son expulsados por interacciones dinámicas, como sugerían modelos previos.
Anil Seth, coautor del estudio, afirma en el comunicado de la NASA: “Ahora sabemos que una estrella pobre en metales puede formar un agujero negro como este, y necesitamos averiguar cómo ocurre ese proceso. Esta detección aporta datos para quienes modelan este tipo de fenómenos”.
El hallazgo marca el inicio de una nueva etapa en la búsqueda de agujeros negros en cúmulos estelares. El equipo espera que futuros instrumentos, como el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman, permitan identificar más sistemas similares. “Esperamos poder encontrar sistemas binarios con agujeros negros como este gracias a la regularidad de las observaciones del Roman”, comenta Whitaker.
El estudio, además de ofrecer una solución a un enigma de larga data en la astrofísica, permitirá mejorar los modelos sobre la formación y evolución de agujeros negros en ambientes ricos en estrellas. La combinación de observaciones de Hubble y Webb demostró ser esencial para detectar y caracterizar estos sistemas, lo que abre nuevas vías para el estudio de las poblaciones ocultas de agujeros negros en la Vía Láctea y más allá.
