El agujero negro de tamaño mediano más cercano podría ser en realidad una horda de objetos livianos

Contrario a un informe anterior, no hay evidencia de un agujero negro de masa intermedia en Omega Centauri, el cúmulo estelar globular más masivo y luminoso de la Vía Láctea, según un nuevo estudio. En cambio, un enjambre de agujeros negros mucho más pequeños que entran y salen del centro del cúmulo estelar densamente poblado puede explicar el movimiento y la distribución de sus muchas estrellas antiguas.

“Lo que encontramos en nuestro análisis es que los datos favorecen un componente extendido [de agujeros negros de masa estelar] en lugar de un agujero negro de masa intermedia”, dice Andrés Bañares-Hernández, un astrónomo en el Instituto de Astrofísica de Canarias en La Laguna, España. Entre 10,000 y 20,000 agujeros negros de masa estelar —sumando entre 200,000 y 300,000 veces la masa del sol— que están distribuidos alrededor del centro del cúmulo estelar pueden explicar las observaciones, afirma.

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El estudio no descarta completamente la existencia de un agujero negro de masa intermedia, pero si lo hay, es mucho más pequeño de lo que se había sugerido anteriormente. Ningún agujero negro más pesado que 6,000 veces la masa del sol existe en el cúmulo estelar, concluye su equipo en un trabajo presentado el 1 de agosto en arXiv.org.

En contraste, el otro equipo de investigación dijo que siete estrellas cerca del centro de este cúmulo se están moviendo tan rápido que deben estar girando alrededor de un agujero negro de entre 8,200 y 50,000 masas solares. Los astrónomos han buscado estos agujeros negros de peso intermedio durante mucho tiempo porque si los objetos elusivos realmente existen, podrían ayudar a explicar la evolución de los agujeros negros.

En el nuevo trabajo, Bañares-Hernández y sus colegas estudiaron los movimientos no solo de estrellas ordinarias en Omega Centauri, sino también de cinco de sus púlsares de milisegundos. Girando a más de cien veces por segundo, un púlsar de milisegundos emite un pulso de radio hacia nosotros cada vez que la estrella gira. Si el púlsar se está moviendo hacia la Tierra, cada pulso tarda menos tiempo en alcanzarnos. La sincronización precisa de estos pulsos revela por tanto la velocidad exacta del púlsar y su aceleración hacia o lejos de la Tierra, lo que ayudó a los astrónomos a determinar cómo se distribuye la masa en todo el cúmulo estelar.

“Probablemente es uno de los mejores métodos para usar, porque los púlsares de milisegundos son muy estables, y te brindan una señal muy clara de lo que está sucediendo”, dice Simon Portegies Zwart, un astrónomo en el Observatorio de Leiden en los Países Bajos que no formó parte de ninguno de los equipos de investigación.

El astrónomo que dirigió ese estudio se negó a comentar sobre el nuevo trabajo hasta que sea aceptado para su publicación, pero defiende su conclusión original. “Creemos que la mejor explicación para que estas estrellas de movimiento muy rápido estén tan cerca del centro de Omega Centauri es que están vinculadas por un agujero negro de masa intermedia”, dice Maximilian Häberle del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania.

Los astrónomos no afiliados a ninguno de los equipos de investigación están divididos en su veredicto. “No creo que haya evidencia sólida de un agujero negro de masa intermedia”, dice Gerry Gilmore, un astrónomo de la Universidad de Cambridge. “En el nuevo estudio, han hecho un trabajo mucho mejor que cualquiera antes de incluir los tipos de poblaciones estelares [débiles] que sabemos con certeza que son muy comunes” en los centros de cúmulos estelares: estrellas de neutrones y agujeros negros de masa estelar.

Por otro lado, el astrónomo Daryl Haggard de la Universidad McGill en Montreal considera la evidencia del agujero negro de peso intermedio “bastante convincente. Es muy, muy difícil encontrar un modelo que coloque esas estrellas de movimiento rápido en el centro de Omega Centauri y que no estén guiadas por un agujero negro de masa intermedia.”

¿Cómo resolver la controversia? “Dame una órbita”, dice Portegies Zwart, quien afirma que está “un poco escéptico” sobre la existencia del agujero negro de masa intermedia. Una estrella orbitando algo invisible que pese miles de masas solares sería una prueba sólida, afirma. Lo mismo ocurre con un resplandor de gas que cae en el agujero negro, dice Haggard.

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A. Bañares-Hernández et al. Nuevas restricciones sobre el contenido de masa central de Omega Centauri a partir de la cinemática estelar combinada y la sincronización de púlsares. arXiv:2408.00939. Presentado el 1 de agosto de 2024.

Ken Croswell tiene un doctorado en astronomía de la Universidad de Harvard y es autor de ocho libros, incluyendo "The Alchemy of the Heavens: Searching for Meaning in the Milky Way" y "The Lives of Stars".

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