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| Imagen del telescopio espacial Hubble del cúmulo globular Messier 4. El cúmulo es una densa colección de varios cientos de miles de estrellas. Los astrónomos sospechan que en su núcleo se esconde un agujero negro de masa intermedia, 800 veces superior a la de nuestro Sol. Crédito: ESA/Hubble & NASA |
Se cree que 100 millones de agujeros negros diminutos, cada uno de ellos varias veces más masivo que nuestro Sol, se encuentran dispersos por nuestra galaxia. Estos agujeros negros se formaron al explotar estrellas. Los agujeros negros supermasivos, situados en los centros galácticos y millones o miles de millones de veces más masivos que nuestro Sol, abundan en todo el cosmos.
Un agujero negro de masa intermedia, con un peso de entre 100 y 100.000 veces la masa de nuestro Sol, es la pieza que faltaba desde hace tiempo. ¿Por qué son tan infrecuentes, cómo se forman y dónde se encuentran?
Gracias a varias técnicas de observación, los astrónomos han descubierto otros posibles agujeros negros de masa intermedia. Dos de los principales candidatos, HLX-1, descubierto en 2009, y 3XMM J215022.4-055108, que el Hubble ayudó a descubrir en 2020, se encuentran en la periferia de otras galaxias. Estos posibles agujeros negros, que en conjunto contienen la masa de decenas de miles de soles, pueden haber servido anteriormente como centros de galaxias enanas.
Los astrónomos que utilizan el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA han hallado la mejor prueba hasta la fecha de la presencia de una rara clase de agujeros negros de tamaño intermedio. Han encontrado un fuerte candidato en el corazón del cúmulo globular más cercano a la Tierra, a 6.000 años luz de distancia.
El Hubble se centró en el núcleo del cúmulo globular Messier 4 (M4) para buscar agujeros negros con mayor precisión que en búsquedas anteriores.
Eduardo Vitral, del Space Telescope Science Institute de Baltimore (Maryland) y anteriormente del Institut d'Astrophysique de Paris (IAP, Universidad de la Sorbona) en París (Francia), dijo: "No se puede hacer este tipo de ciencia sin el Hubble".
Un equipo de científicos encontró un posible agujero negro con una masa intermedia de unas 800 masas solares. Aunque el supuesto objeto es invisible, su masa puede determinarse observando cómo se mueven las estrellas cuando son atraídas hacia su campo gravitatorio, de forma parecida a como las abejas son atraídas hacia una colmena. Se necesita tiempo y mucho cuidado para medir con precisión sus movimientos. Aquí es donde el Hubble destaca sobre todos los demás telescopios modernos. Los astrónomos examinaron observaciones del Hubble M4 realizadas a lo largo de 12 años, y resolvieron con precisión la localización de las estrellas.
También contribuyó a este resultado la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA), con escaneos de más de 6.000 estrellas que acotaron la estructura global del cúmulo y su masa. Las observaciones del Hubble descartan en su mayor parte explicaciones alternativas para este objeto, como un apretado cúmulo central de restos estelares no resueltos, como estrellas de neutrones o agujeros negros más pequeños que giran unos alrededor de otros.
Según Vitral, "utilizando los últimos datos de Gaia y Hubble, fue imposible distinguir entre una población oscura de restos estelares y una única fuente puntual de mayor tamaño. Así que una de las posibles teorías es que, en lugar de tratarse de muchos objetos oscuros pequeños separados, esta masa oscura podría ser un único agujero negro de tamaño medio."
"Estamos seguros de que tenemos una región muy pequeña con mucha masa concentrada. Es unas tres veces más pequeña que la masa oscura más densa que habíamos encontrado antes en otros cúmulos globulares. La región es más compacta de lo que podemos reproducir con simulaciones numéricas al considerar una colección de agujeros negros, estrellas de neutrones y enanas blancas segregadas en el centro del cúmulo. No son capaces de formar una concentración de masa tan compacta".
Dado que los agujeros negros de masa intermedia en los cúmulos globulares han sido tan esquivos, Vitral advierte: "Aunque no podemos afirmar completamente que se trate de un punto central de gravedad, sí podemos demostrar que es muy pequeño. Es demasiado pequeño para que podamos explicarlo de otro modo que no sea que se trata de un único agujero negro. Otra posibilidad es que exista un mecanismo estelar que desconocemos, al menos dentro de la física actual."
Fuentes, créditos y referencias: