Los astrónomos han detectado una concentración sorprendentemente densa de agujeros negros (más de 100 agujeros negros de masa estelar) que viajan dentro de los restos de un antiguo cúmulo de estrellas llamado Palomar 5. Este descubrimiento ofrece una visión poco común de la dinámica caótica de las poblaciones estelares y proporciona evidencia de que dichos cúmulos pueden, en última instancia, disolverse en corrientes de agujeros negros que orbitan alrededor de la Vía Láctea.
El fósil de un cúmulo de estrellas
Palomar 5, un cúmulo globular situado a unos 80.000 años luz de la Tierra, se extiende a lo largo de 30.000 años luz de espacio como una corriente de marea. Los cúmulos globulares como Palomar 5 se encuentran entre las estructuras más antiguas de la galaxia, formadas a partir de las mismas nubes de gas primordiales que las primeras estrellas. Estas densas colecciones, que normalmente contienen entre cientos de miles y millones de estrellas, actúan como cápsulas del tiempo del universo primitivo, proporcionando información sobre la historia galáctica y la distribución de la materia oscura.
Seguimiento de corrientes estelares con Gaia
Durante años, identificar la formación de corrientes de marea (largos ríos de estrellas) fue difícil. Sin embargo, el observatorio Gaia de la Agencia Espacial Europea ha cartografiado la Vía Láctea con una precisión sin precedentes, sacando a la luz más estructuras de este tipo. Palomar 5 es único porque es a la vez una distribución estelar amplia y suelta y una larga corriente de marea que se extiende a más de 20 grados del cielo. Esto lo convierte en un caso de estudio crucial para comprender cómo se forman las corrientes de estrellas.
El papel de los agujeros negros en la disrupción de los cúmulos
Utilizando simulaciones informáticas detalladas, los investigadores descubrieron que la configuración observada de Palomar 5 sólo podía explicarse por la presencia de un número desproporcionadamente alto de agujeros negros. Las interacciones gravitacionales entre estrellas y agujeros negros habrían expulsado estrellas a la corriente de marea, pero sólo con una abundancia de agujeros negros que superaba con creces las estimaciones anteriores.
Las simulaciones sugieren que más del 20% de la masa total de Palomar 5 está compuesta de agujeros negros, cada uno de aproximadamente 20 veces la masa de nuestro Sol. Esta concentración superior a la esperada implica que el cúmulo se disolverá por completo dentro de mil millones de años, dejando tras de sí sólo un enjambre de agujeros negros orbitando el centro galáctico.
Implicaciones para las fusiones de agujeros negros
Este descubrimiento tiene importantes implicaciones para comprender las fusiones binarias de agujeros negros, que se cree que ocurren con frecuencia en cúmulos estelares. El método utilizado para estimar el número de agujeros negros en Palomar 5 (mediante el seguimiento de las estrellas que expulsan) proporciona una nueva forma de limitar las poblaciones de agujeros negros en otros cúmulos.
“Una gran incógnita en este escenario es cuántos agujeros negros hay en los cúmulos… Nuestro método nos brinda una manera de saber cuántos agujeros negros hay en un cúmulo de estrellas observando las estrellas que expulsan”. – Fabio Antonini, Universidad de Cardiff
Los hallazgos también sugieren que otros cúmulos globulares probablemente seguirán un destino similar y eventualmente se disolverán en corrientes de agujeros negros. Esto refuerza la idea de que estos cúmulos son lugares excelentes para buscar colisiones de agujeros negros y agujeros negros de masa intermedia, cerrando la brecha entre los agujeros negros de masa estelar y los supermasivos.
La investigación, publicada en Nature Astronomy, confirma que el universo está lleno de sorpresas, incluso dentro de los restos de antiguos cúmulos estelares.
