Descubren cientos de agujeros negros ocultos en un cúmulo de estrellas

Una nueva investigación de la Universidad de Surrey (Reino Unido) publicada en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ha arrojado luz sobre un cúmulo globular de estrellas que podría albergar varios cientos de agujeros negros, un fenómeno que hasta hace poco se creía imposible.

Los cúmulos globulares son colecciones esféricas de estrellas que orbitan alrededor de un centro galáctico, como nuestra Vía Láctea. Usando simulaciones informáticas avanzadas, el equipo de la Universidad de Surrey fue capaz de ver lo no-visible cartografiando un cúmulo globular conocido como NGC 6101, de lo cual se dedujo la existencia de agujeros negros dentro del sistema.

Estos agujeros negros son algo más grandes que el Sol, y se forman en el colapso gravitatorio de estrellas masivas al final de sus vidas. Antes se pensaba que casi todos estos agujeros negros serían expulsados ​​de su clúster progenitor debido a los efectos de la explosión de la supernova, durante la muerte de una estrella.

«Debido a su naturaleza, los agujeros negros son imposibles de ver con un telescopio, ya que no hay fotones que puedan escapar», explica el autor principal, Miklos Peuten, en la nota de prensa de la universidad, recogida por AlphaGalileo. «Para encontrarlos buscamos su efecto gravitatorio sobre su entorno. Utilizando observaciones y simulaciones somos capaces de detectar los indicios distintivos de su paradero, por lo que efectivamente «vemos» lo no-visible».

Hasta una fecha tan reciente como 2013, los astrofísicos no consiguieron encontrar agujeros negros individuales en cúmulos globulares, y lo hicieron mediante raros fenómenos en los que una estrella compañera dona material al agujero negro. Este trabajo, apoyado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC), ha demostrado que en NGC 6101 podría haber varios cientos de agujeros negros, desmontando viejas teorías sobre cómo se forman los agujeros negros.

El profesor Mark Gieles, co-autor, continúa: «Nuestro trabajo está destinado a ayudar a responder preguntas fundamentales relacionadas con la dinámica de las estrellas y los agujeros negros, y las ondas gravitatorias observadas recientemente. Estas se emiten cuando dos agujeros negros se fusionan, y si nuestra interpretación es correcta, los núcleos de algunos cúmulos globulares pueden ser el lugar donde se producen las fusiones de agujeros negros».

El cúmulo

Los investigadores eligieron mapear este antiguo cúmulo globular en particular, debido a su composición distintiva, recientemente descubierta, que sugiere que podría ser diferente a otros cúmulos. En comparación con otros cúmulos globulares NGC 6101 parece dinámicamente joven, en contraste con las edades de sus estrellas individuales. También aparece inflado, puesto que su núcleo está infra-poblado de estrellas observables.

Mediante simulación por ordenador, el equipo recreó cada estrella y agujero negro del clúster y su comportamiento. Durante todo el tiempo de vida, de 13 mil millones de años, la simulación demostró cómo ha evolucionado NGC 6101. Fue posible ver los efectos de un gran número de agujeros negros en las estrellas visibles, y reproducir lo que se observaba en NGC6101. A partir de esto, los investigadores demostraron que la dinámica juventud, aparentemente inexplicable, es un efecto de la gran población de agujeros negros.

«Esta investigación es interesante, ya que pudimos observar en la teoría el espectáculo de toda una población de agujeros negros, utilizando simulaciones por ordenador. Los resultados muestran que los cúmulos globulares como NGC 6101, que siempre fueron considerados aburridos, son en realidad los más interesantes, y posiblemente cada uno alberga cientos de agujeros negros. Esto nos ayudará a encontrar más agujeros negros en otros cúmulos globulares del Universo», concluye Peuten.

Referencia bibliográfica:

M. Peuten, A. Zocchi, M. Gieles, A. Gualandris, V. Hénault-Brunet: A stellar-mass black hole population in the globular cluster NGC 6101?. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2016). DOI: 10.1093/mnras/stw1726.