El agujero negro más cercano a nosotros no es el que está en el centro de nuestra galaxia

El mayor de los cúmulos estelares que rodean la Vía Láctea, Omega Centauri, tiene en su núcleo un agujero negro con una masa de entre 20.000 y 50.000 veces la del Sol, según revelan nuevas pruebas. A 18.000 años luz de distancia, este objeto no está cerca y, desde luego, no supone ninguna amenaza, pero el descubrimiento es importante. Los astrónomos llevan mucho tiempo buscando ejemplos de agujeros negros de este tamaño para verificar los modelos del universo. El hallazgo también confirma el estatus de Omega Centauri como núcleo de una galaxia desaparecida hace mucho tiempo.

Los agujeros negros conocidos se dividen en dos grupos de tamaños: los restos de estrellas que han explotado y cuya masa es inferior a cien veces la del Sol, y las grandes bestias que se encuentran en el corazón de las galaxias. El límite inferior de estos últimos parece rondar las cien mil masas solares, pero la mayoría se encuentran en el rango de millones o incluso miles de millones de masas solares.

Los astrónomos han dedicado un gran esfuerzo a buscar agujeros negros intermedios, ya que su presencia es necesaria para nuestros modelos de cómo los gigantes llegaron a su tamaño actual. Se han encontrado unos pocos sospechosos probables, pero la mayor parte de la diferencia de tamaño sigue estando presente. Uno de los lugares más prometedores para buscar es en las galaxias enanas, pero las Nubes de Magallanes no han dado resultados.

Omega Centauri suele describirse como el mayor de los cúmulos globulares que rodean la Vía Láctea, pero los astrónomos consideran que tiene una historia diferente, ya que es lo que queda de una antigua galaxia enana que se acercó demasiado a la Vía Láctea. Si, como se sospecha, sus estrellas exteriores fueron despojadas para formar los componentes Gaia-Encelado-Salchicha dentro de la Vía Láctea, eso habría congelado el crecimiento de cualquier agujero negro, dejándolo de tamaño intermedio.

Omega Centauri también está convenientemente cerca de la Tierra, según estándares extragalácticos, por lo que la posibilidad de un agujero negro central se ha explorado ampliamente, pero los resultados han sido debatidos.

El doctor Holger Baumgardt, de la Universidad de Queensland, cree que eso ha cambiado y afirma que un equipo del que formaba parte encontró la prueba irrefutable. La prueba reside en un puñado de estrellas que se mueven a velocidades que deberían ser casi imposibles sin una masa inmensa cerca. Como no hay nada visible en ese lugar, Baumgardt dijo a IFLScience que un agujero negro de al menos 20.000 masas solares es la única posibilidad plausible.

El telescopio espacial Gaia ha revolucionado nuestra capacidad para seguir los movimientos de las estrellas dentro de la galaxia, incluidas algunas que se mueven a velocidades extremas. Sin embargo, al observar Omega Centauri, Baumgardt le dijo a IFLScience: «Hay más de un millón de estrellas dentro de un campo de visión. Eso es un verdadero problema para Gaia, las imágenes son demasiado borrosas». En cambio, los colegas de Baumgardt recurrieron a imágenes tomadas por el telescopio Hubble durante más de 20 años.

“Estas imágenes se produjeron originalmente para calibrar los instrumentos del Hubble más que para uso científico, pero resultaron ser el conjunto de datos ideal para nuestra investigación y demostraron ser invaluables”, dijo Baumgardt en un comunicado.

Entre los diez millones de estrellas de Omega Centauri, se descubrió que siete se movían a una velocidad angular de al menos 2,4 milésimas de segundo de arco por año, tal como se ven desde la Tierra, todas cerca del corazón del cúmulo. El movimiento angular es tan pequeño que la mayoría de los telescopios no podrían detectarlo, pero a la distancia de Omega Centauri se traduce en 62 kilómetros por segundo (38,5 millas por segundo). Esto estaría muy por encima de la velocidad de escape para un cúmulo de estrellas solo, pero sería una velocidad de órbita plausible alrededor de una masa grande y compacta.

Una estrella que se mueve más lentamente y está más cerca de nosotros puede confundirse con una más rápida que está más lejos, y en ocasiones las estrellas alcanzan velocidades muy altas al encontrarse con agujeros negros más pequeños o supernovas. Esto puede expulsarlas de la galaxia, o en este caso, del remanente galáctico. Sin embargo, Baumgardt y sus colegas calcularon que tendríamos suerte si viéramos una estrella de cualquiera de estas categorías en el tiempo que el Hubble ha estado observando; siete no es creíble, particularmente si están tan juntas.

No se han encontrado candidatos sólidos para agujeros negros en otros cúmulos globulares alrededor de la Vía Láctea, lo que pone de relieve el carácter inusual de Omega Centauri. Sin embargo, se han encontrado algunos sospechosos sólidos en cúmulos que orbitan alrededor de la galaxia de Andrómeda.

Baumgardt dijo a IFLScience que no se ha detectado ninguna señal de un disco de acreción en este agujero negro, pero espera que los hallazgos estimulen una observación más cercana.

“Creo que esto revitalizará el campo y dará lugar a muchas nuevas investigaciones en esta área”, afirmó. “Podemos empezar a especular sobre cómo se formó este agujero negro, cómo se relaciona con otros agujeros negros masivos que han descubierto los astrónomos y dónde podrían existir otros agujeros negros de masa intermedia. Es un momento apasionante para ser astrónomo y estamos entusiasmados por ver a dónde nos llevará nuestro descubrimiento”.

El estudio se publica en la revista Nature.