Los nuevos agujeros negros

Los nuevos agujeros negros
Fuente: MICANOA.com
Los agujeros negros medianos existen, de acuerdo con las
últimas observaciones del Telescopio Espacial Hubble, pero
los científicos han tenido que buscar en lugares inesperados
para encontrarlos. Con este descubrimiento, los astrónomos
saben más acerca de la naturaleza de estos cuerpos. El
STS Hubble ha encontrado estos nuevos agujeros negros
en el centro de uno de los brillantes grupos de estrellas,
llamados cúmulos globulares, que orbitan las galaxias. Los
científicos esperan ahora ahondar más en el conocimiento
de cómo se formaron las primeras galaxias y los cúmulos
globulares hace miles de millones de años.
Las estrellas se agrupan en distintos tipos de cúmulos o
grupos. Los cúmulos globulares se caracterizan por llevar
las estrellas más viejas del Universo, así que, según los
investigadores del STS Hubble, si estos cúmulos tienen agujeros negros, muy probablemente los
albergan desde que se formaron. Por otro lado, los viejos cúmulos globulares de estrellas son
anfitriones tranquilos, que contrastan con los centros violentos de algunas galaxias donde se han
encontrado los agujeros negros masivos y supermasivos conocidos hasta ahora.
Aunque los científicos ya sospechaban que los agujeros negros eran más abundantes en el
Universo de lo que se pensaba, las observaciones de los telescopios Hubble y Chandra les han
ayudado a probarlo. Según Michael Rich, de la Universidad de California (UCLA), en Los Ángeles,
"no sólo aprendemos más sobre la formación de los agujeros negros, sino que estos nuevos datos
del Hubble ayudan a conectar los cúmulos globulares con las galaxias, proporcionándonos
información de uno de los mayores problemas por resolver que tiene hoy la astronomía: cómo se
formó la estructura de las galaxias en el Universo".
Estos agujeros negros medianos podrían ser en realidad un enlace entre estrellas masivas y
agujeros negros supermasivos, ¿cómo se formaron los agujeros negros en las galaxias? Según la
reciente investigación acerca de las observaciones del Hubble, se refuerza la hipótesis de que la
masa de un agujero negro es proporcional a la masa de los medios estelares donde habita. Los
agujeros negros supermasivos encontrados por el Hubble en el centro de las galaxias suponen un
0,5 por ciento de la masa de estas galaxias.
Sorprendentemente, los agujeros negros recién encontrados en los cúmulos de estrellas, que son
10.000 veces menos masivos que una galaxia, también cumplen este porcentaje. Todo podría
estar relacionado: los cúmulos de estrellas, las galaxias y los agujeros negros, pero ¿cómo?.
Para investigadores cómo Karl Gebhardt, de la Universidad de Texas, en Austin, estos agujeros
negros medianos "podrían ser los bloques constructivos de los agujeros negros supermasivos que
habitan los centros de muchas galaxias".
Un equipo de investigadores del Instituto Científico del Telescopio Espacial Hubble, dirigido por
Roeland van Der Marel, descubrió un agujero negro en el centro del cúmulo globular M15, a
32.000 años luz de la constelación de Pagaso. Su colaborador, Joris Gerssen, calculó además
que este agujero es 4.000 veces más masivo que el Sol.
En un programa de observación diferente, un grupo dirigido por Michael Rich, de UCLA, en el que
también participaban investigadores del Centro Carnegie de Washington, encontró un agujero
negro con la masa de 20.000 soles en el cúmulo globular gigante G1 a 2,2 millones de años luz, 70
veces más lejos que M15, en la vecina galaxia de Andrómeda.
Mientras los agujeros negros encontrados en los cúmulos estelares son sólo
algunas veces más masivos que nuestro Sol, los grandes agujeros negros del
centro de las galaxias son millones de veces más masivos que el Sol.
"G1 tiene una masa total de 10 millones de soles, convirtiéndose así en el
cúmulo globular más masivo conocido", dice Rich. "También tiene un centro muy
brillante, entonces, pensé que podría ser un buen lugar para buscar un agujero
negro masivo".
Un agujero negro es una región infinitamente pequeña y densa donde el espacio
se deforma de tal modo por la intensa gravedad que no deja escapar ni la luz.
Durante muchos años, se han identificado dos tipos: agujeros negros supermasivos, en los centros
de las grandes galaxias, y los llamados agujeros negros con masa estelar, que se forman cuando
una estrella con 10 veces la masa del Sol termina su vida en una explosión de supernova. Ambos
tipos han sido medidos y detectados.
Dos teorías
Hay dos teorías principales sobre la formación de los agujeros negros. Pudieron formarse a la vez
que la galaxia, absorbiendo todo el material que tenían a su alcance, o pudieron formarse a raíz de
una agujero más pequeño o semilla que fue creciendo con el tiempo. Según Karl Gebhardt, las
recientes observaciones del Hubble avalan la segunda teoría.
Los agujeros negros de tamaño mediano encontrados por el Hubble en los cúmulos globulares
podían ser las semillas de futuros agujeros negros supermasivos y agujeros negros medianos
como los encontrados pudieron formar los agujeros negros súper masivos actuales.
Anteriormente, las observaciones de rayos x del observatorio ROSAT y del observatorio Chandra
de la NASA han identificado fuentes de rayos x en galaxias de formación de estrellas. Sin
embargo, hay interpretaciones alternativas al origen de las mismas. En cambio, las mediciones del
Hubble están basadas en la velocidad con la que las estrellas dan vueltas alrededor de los densos
centros de los cúmulos globulares, lo que sí proporciona medidas directas de las masas de los
agujeros negros.
El cúmulo globular de estrellas M15 está lo suficientemente cerca para medir la velocidad de cada
estrella. Por el contrario, con las observaciones a G1 sólo se pueden medir las propiedades
colectivas de muchas estrellas. En ambos casos, un agujero negro puede ser identificado usando
la técnica de caza de agujeros negros del Hubble, que busca un incremento en las velocidades
hacia el centro del cúmulo. Las estrellas cercanas al agujero negro lo orbitan a gran rapidez
haciendo como un remolino, de acuerdo con las leyes fundamentales del movimiento orbital
alrededor de un cuerpo masivo central, como describió Johannes Kepler.
Los agujeros negros no pueden verse directamente. Algunos emiten rayos x, o muestran otras
evidencias reveladoras de su presencia, cuando capturan material cercano. Sin embargo, los
centros de G1 y M15 están tranquilos. Aunque son presumiblemente agujeros negros por su
pequeño tamaño en comparación con su gran masa, una explicación alternativa podría ser que los
centros de estos cúmulos albergaran un enjambre de estrellas de neutrones u otros objetos
exóticos. Sin embargo, los estudios teóricos no predicen que estos grupos de estrellas de
neutrones sean lo suficientemente masivos como para que el Hubble los detecte.
Los astrónomos han buscado agujeros negros en cúmulos globulares de estrellas durante casi 30
años, desde que se dieron cuenta de que la resolución que podía alcanzar el Hubble le permitiría
encontrarlos. Para la mayoría de los astrónomos, la prueba está superada. Ahora hay que
encontrar agujeros negros en otros cúmulos globulares, algunos quizá más cercanos al Sistema
Solar.