El Hubble encuentra evidencia sólida de un agujero negro de masa intermedia en Omega Centauri
Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado más de 500 imágenes del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA durante dos décadas para detectar siete estrellas de rápido movimiento en la región más interna de Omega Centauri, el cúmulo globular más grande y brillante del cielo. Estas estrellas proporcionan nuevas pruebas convincentes de la presencia de un agujero negro de masa intermedia.
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| Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado más de 500 imágenes del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA durante dos décadas para detectar siete estrellas de rápido movimiento en la región más interna de Omega Centauri, el cúmulo globular más grande y brillante del cielo. Estas estrellas proporcionan nuevas pruebas convincentes de la presencia de un agujero negro de masa intermedia. Omega Centauri es visible a simple vista desde la Tierra y es uno de los objetos celestes favoritos de los observadores de estrellas del hemisferio sur. Aunque el cúmulo está a 17.700 años luz de distancia, justo por encima del plano de la Vía Láctea, parece casi tan grande como la Luna llena cuando se lo ve desde una zona rural oscura. La clasificación exacta de Omega Centauri ha evolucionado con el tiempo, a medida que nuestra capacidad para estudiarlo ha mejorado. Fue incluido por primera vez en el catálogo de Ptolomeo hace casi dos mil años como una estrella única. Edmond Halley lo describió como una nebulosa en 1677, y en la década de 1830 el astrónomo inglés John Herschel fue el primero en reconocerlo como un cúmulo globular. Omega Centauri consta de aproximadamente 10 millones de estrellas que están unidas gravitacionalmente. [ Descripción de la imagen: Un cúmulo globular que parece una colección muy densa y numerosa de estrellas brillantes. Algunas parecen un poco más grandes y brillantes que otras, y la mayoría de las estrellas parecen azules y naranjas. Están dispersas de manera uniforme, pero en el centro se amontonan cada vez más y más densamente, y se fusionan en un brillo más intenso en el núcleo del cúmulo.] Crédito: ESA/Hubble y NASA, M. Häberle (MPIA) |
Los agujeros negros de masa intermedia (IMBH, por sus siglas en inglés) son un "eslabón perdido" buscado durante mucho tiempo en la evolución de los agujeros negros. Hasta la fecha, solo se han encontrado unos pocos candidatos a IMBH más. La mayoría de los agujeros negros conocidos son extremadamente masivos, como los agujeros negros supermasivos que se encuentran en los núcleos de las grandes galaxias, o relativamente ligeros, con una masa inferior a 100 veces la del Sol. Los agujeros negros son uno de los entornos más extremos que los humanos conocen, por lo que son un campo de pruebas para las leyes de la física y nuestra comprensión de cómo funciona el Universo. Si existen los IMBH, ¿qué tan comunes son? ¿Un agujero negro supermasivo crece a partir de un IMBH? ¿Cómo se forman los propios IMBH? ¿Son los cúmulos estelares densos su hogar favorito?
Omega Centauri es visible a simple vista desde la Tierra y es uno de los objetos celestes favoritos de los observadores de estrellas del hemisferio sur. Aunque el cúmulo está a 17.700 años luz de distancia, justo por encima del plano de la Vía Láctea, parece casi tan grande como la Luna llena cuando se lo ve desde una zona rural oscura. La clasificación exacta de Omega Centauri ha evolucionado con el tiempo, a medida que nuestra capacidad para estudiarlo ha mejorado. Fue incluido por primera vez en el catálogo de Ptolomeo hace casi dos mil años como una estrella única. Edmond Halley lo describió como una nebulosa en 1677, y en la década de 1830 el astrónomo inglés John Herschel fue el primero en reconocerlo como un cúmulo globular.
Los cúmulos globulares suelen estar formados por hasta un millón de estrellas viejas estrechamente unidas por la gravedad y se encuentran tanto en las regiones periféricas como centrales de muchas galaxias, incluida la nuestra. Omega Centauri tiene varias características que lo distinguen de otros cúmulos globulares: gira más rápido que un cúmulo globular común y corriente y su forma es muy aplanada. Además, Omega Centauri tiene unas diez veces más masa que otros cúmulos globulares grandes, casi tanto como una galaxia pequeña.
Omega Centauri está formado por aproximadamente 10 millones de estrellas que están unidas gravitacionalmente. Un equipo internacional ha creado un enorme catálogo de los movimientos de estas estrellas, midiendo las velocidades de 1,4 millones de estrellas mediante el estudio de más de 500 imágenes del cúmulo tomadas con el Hubble. La mayoría de estas observaciones tenían como objetivo calibrar los instrumentos del Hubble más que para uso científico, pero resultaron ser una base de datos ideal para los esfuerzos de investigación del equipo. El extenso catálogo, que es el mayor catálogo de movimientos de un cúmulo estelar hasta la fecha, se pondrá a disposición del público (hay más información disponible aquí ).
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| Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado más de 500 imágenes del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA durante dos décadas para detectar siete estrellas de rápido movimiento en la región más interna de Omega Centauri, el cúmulo globular más grande y brillante del cielo. Estas estrellas proporcionan nuevas pruebas convincentes de la presencia de un agujero negro de masa intermedia (IMBH). Esta imagen muestra la ubicación del IMBH en Omega Centauri. Si se confirma, a su distancia de 17.700 años luz, el agujero negro candidato se encuentra más cerca de la Tierra que el agujero negro de 4,3 millones de masas solares situado en el centro de la Vía Láctea, que se encuentra a 26.000 años luz de distancia. Además del centro galáctico, también sería el único caso conocido de varias estrellas estrechamente ligadas a un agujero negro masivo. [ Descripción de la imagen: Esta imagen presenta tres paneles. La primera imagen muestra el cúmulo global Omega Centauri, que aparece como una colección muy densa y numerosa de estrellas brillantes. La segunda imagen muestra los detalles de la región central de este cúmulo, con una vista más cercana de las estrellas individuales. La tercera imagen muestra la ubicación del candidato a IMBH en el cúmulo.] Crédito: ESA/Hubble y NASA, M. Häberle (MPIA) |
“Hemos descubierto siete estrellas que no deberían estar allí”, explica Maximilian Häberle, del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania, quien dirigió esta investigación. “Se mueven tan rápido que deberían escapar del cúmulo y no volver nunca más. La explicación más probable es que un objeto muy masivo esté atrayendo gravitacionalmente a estas estrellas y las mantenga cerca del centro. El único objeto que puede ser tan masivo es un agujero negro, con una masa de al menos 8 200 veces la de nuestro Sol”.
Varios estudios han sugerido la presencia de un IMBH en Omega Centauri [1] . Sin embargo, otros estudios propusieron que la masa podría ser aportada por un cúmulo central de agujeros negros de masa estelar, y habían sugerido que la falta de estrellas de rápido movimiento por encima de la velocidad de escape necesaria hacía que un IMBH fuera menos probable en comparación.
“Este descubrimiento es la evidencia más directa hasta el momento de un IMBH en Omega Centauri”, agregó la líder del equipo Nadine Neumayer, también del Instituto Max Planck de Astronomía, quien inició el estudio con Anil Seth de la Universidad de Utah en los Estados Unidos. “Esto es emocionante porque solo se conocen muy pocos agujeros negros con una masa similar. El agujero negro en Omega Centauri puede ser el mejor ejemplo de un IMBH en nuestro vecindario cósmico”.
De confirmarse, el agujero negro candidato, a una distancia de 17.700 años luz, se encuentra más cerca de la Tierra que el agujero negro de 4,3 millones de masas solares situado en el centro de la Vía Láctea, que se encuentra a 26.000 años luz de distancia. Además del centro galáctico, también sería el único caso conocido de varias estrellas estrechamente ligadas a un agujero negro masivo.
El equipo científico espera ahora caracterizar el agujero negro. Aunque se cree que mide al menos 8200 masas solares, su masa exacta y su posición precisa no se conocen por completo. El equipo también pretende estudiar las órbitas de las estrellas de rápido movimiento, lo que requiere mediciones adicionales de las respectivas velocidades de línea de visión. El equipo ha recibido tiempo con el telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA para hacer precisamente eso, y también tiene otras propuestas pendientes para utilizar otros observatorios.
Omega Centauri también fue un elemento destacado recientemente en una nueva publicación de datos de la misión Gaia de la ESA, que contenía más de 500 000 estrellas . “Incluso después de 30 años, el telescopio espacial Hubble con sus instrumentos de imagen sigue siendo una de las mejores herramientas para la astrometría de alta precisión en campos estelares abarrotados, regiones en las que el Hubble puede proporcionar una sensibilidad adicional a partir de las observaciones de la misión Gaia de la ESA” , compartió el miembro del equipo Mattia Libralato del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia (INAF), y anteriormente de AURA para la Agencia Espacial Europea durante el momento de este estudio. “Nuestros resultados muestran la alta resolución y sensibilidad del Hubble que nos están brindando nuevos y emocionantes conocimientos científicos y darán un nuevo impulso al tema de los IMBH en los cúmulos globulares”.
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| Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado más de 500 imágenes del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA durante dos décadas para detectar siete estrellas de rápido movimiento en la región más interna de Omega Centauri, el cúmulo globular más grande y brillante del cielo. Estas estrellas proporcionan nuevas pruebas convincentes de la presencia de un agujero negro de masa intermedia. Omega Centauri es visible a simple vista desde la Tierra y es uno de los objetos celestes favoritos de los observadores de estrellas del hemisferio sur. Aunque el cúmulo está a 17.700 años luz de distancia, justo por encima del plano de la Vía Láctea, parece casi tan grande como la Luna llena cuando se lo ve desde una zona rural oscura. La clasificación exacta de Omega Centauri ha evolucionado con el tiempo, a medida que nuestra capacidad para estudiarlo ha mejorado. Fue incluido por primera vez en el catálogo de Ptolomeo hace casi dos mil años como una estrella única. Edmond Halley lo describió como una nebulosa en 1677, y en la década de 1830 el astrónomo inglés John Herschel fue el primero en reconocerlo como un cúmulo globular. Omega Centauri consta de aproximadamente 10 millones de estrellas que están unidas gravitacionalmente. Esta imagen muestra la región central del cúmulo globular Omega Centauri, donde se encontró el candidato IMBH. [ Descripción de la imagen: Se muestra la región central de un cúmulo globular, que aparece como una colección muy densa y numerosa de estrellas brillantes. Algunas estrellas muestran características brillantes de color azul y naranja a su alrededor.] Crédito: ESA/Hubble y NASA, M. Häberle (MPIA) |
Los resultados se han publicado hoy en línea en la revista Nature, enlace artículo.
Notas
[1] En 2008 , el telescopio espacial Hubble y el Observatorio Gemini descubrieron que la explicación detrás de las peculiaridades de Omega Centauri podría ser un agujero negro oculto en su centro.
Más información
El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.
El equipo internacional de astrónomos que participó en este estudio está formado por M. Häberle (Instituto Max Planck de Astronomía, Alemania [MPIA]), N. Neumayer (MPIA), A. Seth (Universidad de Utah, EE. UU. [Utah]), A. Bellin (Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, EE. UU.), M. Libralato (AURA para la ESA e INAF), H. Baumgardt (Universidad de Queensland, Australia), M. Whitaker (Utah), A. Dumont (MPIA), MA Cuello (Universidad Central de Chile, Chile, y Space Telescope Science Institute, EE. UU. [STScI]), J. Anderson (STScI), C. Clontz (MPIA y STScI), N. Kacharov (Instituto Leibniz de Astrofísica, Alemania), S. Kamann (Universidad John Moores de Liverpool, Reino Unido [Liverpool]), A. Feldmeier-Krause (MPIA y Universidad de Viena, Austria [Viena]), A. Milone (Universidad de Padua, Italia), MS Nitschai (MPIA), R. Pechett (Liverpool) y G. van de Ven (Viena).
Este resultado hace uso de varios programas de observación Hubble GO: 9442, 10252, 10775, 12193, 13066, 13606, 15594, 15764, 15857, 16380, 16384, 16520, 16968, 11452, 11011, 12094, 12339, 12353, 12580, 12694, 12700, 12714, 12802, 13100, 13570, 14031, 14393, 14550, 14759, 15000, 15593, 15594, 15733, 15857, 16117, 16514, 16441, 16588, 16777 y 17023. Se han compilado colectivamente aquí .
Crédito de la imagen: ESA/Hubble y NASA, M. Häberle (MPIA)
Contactos
Maximilian Häberle
Instituto Max Planck de Astronomía, Alemania
Correo electrónico: haeberle@mpia.de
Bethany Downer
Directora de comunicaciones científicas de la ESA/Hubble
Correo electrónico: Bethany.Downer@esahubble.org
Publicado en ESA/Hubble el 10 de julio del 2024, enlace publicación.
