Crédito: ESA/Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA)
Utilizando dos décadas de Telescopio espacial Hubble datos, los científicos encontraron siete estrellas inusuales en Omega Centauri, lo que indica la presencia de una estrella de masa intermedia agujero negropotencialmente el más cercano de su tipo a la Tierra y remodelando las teorías sobre los entornos de los agujeros negros.
Un equipo internacional de astrónomos utilizó más de 500 imágenes del NASA/El Telescopio Espacial Hubble de la ESA abarca 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 nueva evidencia convincente de la presencia de un agujero negro de masa intermedia.
Descubrimiento del agujero negro Omega Centauri
Los agujeros negros de masa intermedia (IMBH) son un «eslabón perdido» largamente buscado en la evolución de los agujeros negros. Hasta la fecha, sólo se han encontrado unos pocos candidatos IMBH más. La mayoría de los agujeros negros conocidos son extremadamente masivos, como los agujeros negros supermasivos en el núcleo 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 conocidos por los humanos. y por lo tanto son un campo de pruebas para las leyes de la física y nuestra comprensión de cómo funciona el Universo. Si existen IMBH, ¿qué tan comunes son? ¿Un agujero negro supermasivo crece a partir de un IMBH? ¿Cómo se forman los propios IMBH? ¿Son los densos cúmulos estelares tu hogar favorito?
Observaciones de los cielos del sur.
Omega Centauri es visible desde la Tierra a simple vista 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, situado justo encima del plano de vía Lácteaparece casi tan grande como la Luna llena cuando se ve desde una zona rural oscura. La clasificación exacta de Omega Centauri ha evolucionado con el tiempo a medida que ha mejorado nuestra capacidad para estudiarlo. Apareció por primera vez en el catálogo de Ptolomeo hace casi dos mil años como una sola estrella. Edmond Halley la describió como una nebulosa en 1677, y en la década de 1830 el astrónomo inglés John Herschel fue el primero en reconocerla como un cúmulo globular.
Los cúmulos globulares suelen estar formados por hasta un millón de estrellas antiguas unidas estrechamente por la gravedad y se encuentran tanto en las afueras como en las regiones 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 típico y su forma es muy aplanada. Además, Omega Centauri es aproximadamente 10 veces más masivo que otros grandes cúmulos globulares, casi tan masivo como una galaxia pequeña.
Desentrañando los movimientos de las estrellas en Omega Centauri
Omega Centauri consta de aproximadamente 10 millones de estrellas unidas gravitacionalmente. Un equipo internacional ha creado ahora 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 Hubble del cúmulo. La mayoría de estas observaciones estaban destinadas a la calibración de los instrumentos del Hubble más que al uso científico, pero terminaron convirtiéndose en una base de datos ideal para los esfuerzos de investigación del equipo. El extenso catálogo, que es el catálogo de movimiento más grande para cualquier cúmulo estelar hasta la fecha, estará disponible abiertamente (hay más información disponible aquí).
«Descubrimos siete estrellas que no deberían estar allí», explicó Maximilian Häberle del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania, quien dirigió esta investigación. “Se están moviendo tan rápido que deberían escapar del grupo y nunca regresar. La explicación más probable es que un objeto muy masivo atrae gravitacionalmente estas estrellas y las mantiene cerca del centro. El único objeto que puede ser tan masivo es un agujero negro, con una masa al menos 8200 veces la de nuestro Sol”.
Evidencia de un agujero negro de masa intermedia
Varios estudios han sugerido la presencia de un IMBH en Omega Centauri.[1] Sin embargo, otros estudios han propuesto que la masa podría ser aportada por un grupo central de agujeros negros de masa estelar y han sugerido que la falta de estrellas que se mueven rápidamente por encima de la velocidad de escape requerida hace que un IMBH sea menos probable en comparación.
«Este descubrimiento es la evidencia más directa hasta ahora de un IMBH en Omega Centauri», añadió 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 Estados Unidos. “Esto es emocionante porque sólo se conocen unos pocos agujeros negros con una masa similar. El agujero negro en Omega Centauri puede ser el mejor ejemplo de IMBH en nuestra vecindad cósmica”.
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 masa solar en el centro de la Vía Láctea, que está a 26.000 años luz de distancia. Aparte del centro galáctico, este sería también el único caso conocido de varias estrellas estrechamente vinculadas a un agujero negro masivo.
Futuras investigaciones y aportaciones tecnológicas
El equipo científico espera ahora caracterizar el agujero negro. Aunque se cree que tiene al menos 8200 masas solares, su masa exacta y su posición precisa no se conocen del todo. El equipo también planea estudiar las órbitas de estrellas que se mueven rápidamente, lo que requiere mediciones adicionales de sus respectivas velocidades en la línea de visión. Al equipo se le ha dado tiempo con el Telescopio Espacial James Webb para hacer precisamente eso, y también tiene otras propuestas pendientes para utilizar otros observatorios.
Omega Centauri también fue un punto culminante reciente de 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 imágenes sigue siendo una de las mejores herramientas para la astrometría de alta precisión en campos estelares muy poblados, regiones donde el Hubble puede proporcionar sensibilidad adicional a partir de las observaciones de la misión Gaia de la ESA», compartió el equipo. miembro Mattia Libralato del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF), y anteriormente de AURA para el Agencia Espacial Europea durante el período de este estudio. «Nuestros resultados demuestran la alta resolución y sensibilidad del Hubble, que nos brindan nuevos conocimientos científicos interesantes y darán un nuevo impulso al tema de los IMBH en cúmulos globulares».
Los resultados fueron publicados en la revista. Naturaleza.
Notas
- En 2008El Telescopio Espacial Hubble y el Observatorio Gemini han descubierto que la explicación detrás de las peculiaridades de Omega Centauri puede ser un agujero negro escondido en su centro.
Referencia: “Estrellas en movimiento rápido alrededor de un agujero negro de masa intermedia en ω Centauri” por Maximilian Häberle, Nadine Neumayer, Anil Seth, Andrea Bellini, Mattia Libralato, Holger Baumgardt, Matthew Whitaker, Antoine Dumont, Mayte Alfaro-Cuello, Jay Anderson , Callie Clontz, Nikolay Kacharov, Sebastian Kamann, Anja Feldmeier-Krause, Antonino Milone, Maria Selina Nitschai, Renuka Pechetti y Glenn van de Ven, 10 de julio de 2024. Naturaleza.
DOI: 10.1038/s41586-024-07511-z
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA.
El equipo internacional de astrónomos 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 Ciencias del Telescopio EspacialUSA)i, M. Libralato (AURA para ESA e INAF), H. Baumgardt (Universidad de Queensland, Australia), M. Whitaker (Utah), A. Dumont (MPIA), MA Cuello (Universidad Central de Chile, Chile, y el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, 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 [Vienna]), 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 del Hubble GO: 9442, 10252, 10775, 12193, 13066, 13606, 15594, 15764, 15857, 16380, 16384, 16520, 16968, 11452, 11011, 4, 39, 12353, 12580, 12694 ,12700,12714,12802,13100,13570,14031,14393,14550,14759,15000,15593,15594,15733,15857,16117,16514,1 6441, 16588, 16777 y 23.
