El espacio está lleno de secretos que la humanidad aún no ha podido descubrir. Para desenterrar uno de ellos, se presentado recientemente un estudio en Nature Astronomy que cubre el análisis de un cúmulo único de agujeros negros en nuestro cosmos.

Para su realización, el equipo de investigación estuvo conformado por Mark Gieles, Denis Erkal, Fabio Antonini, Eduardo Balbinot y Jorge Peñarrubia. El grupo de astrofísicos, liderados por Gieles, estudiaron la composición e historia del llamado cúmulo estelar Palomar 5.

Sobre el cúmulo de agujeros negros en Palomar 5

La investigación inició debido al descubrimiento de una población de más de 100 agujeros negros congregados en el cúmulo estelar Palomar 5. Por lo general, dicho tipo de formaciones cuentan con más estrellas que hoyos negros, pero el caso de Palomar 5 es especial.

El número de agujeros negros es aproximadamente tres veces mayor de lo esperado a partir del número de estrellas en el cúmulo, y significa que más del 20% de la masa total del cúmulo está formado por agujeros negros. Cada uno tiene una masa de aproximadamente 20 veces la masa del Sol, y se formaron en explosiones de supernovas al final de la vida de las estrellas masivas, cuando el cúmulo era aún muy joven”, explicó el profesor Gieles, del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB).

Según las investigaciones, dicho cúmulo debe tener al menos 10 mil millones de años de antigüedad. Por lo que sus estrellas y agujeros negros se formaron en las etapas tempranas de la vida de nuestro universo.

Cúmulo de agujeros negros en el espacio.
Crédito: N. Bartmann. Vía ESA/Hubble.

Después de ser descubierta en 1950 por Walter Baade, Palomar 5 pasó a ser parte de los 150 cúmulos estelares conocidos de la Vía Láctea. Sin embargo, su composición superpoblada de agujeros negros la hace un cúmulo único en su tipo. Sobre todo porque se encuentra en sus últimas etapas de desintegración y, al estudiar dicho proceso, podría ayudarnos a entender las llamadas “corrientes de marea estelar”.

Básicamente, se las identifica como torrentes de estrellas que fueron expulsadas de cúmulos estelares o de galaxias enanas. Actualmente, se han encontrado varias corrientes de tal estilo, pero no su lugar de origen. Gracias a Palomar 5, ello podría cambiar.

¿Cómo se congregaron tantos agujeros negros en un mismo lugar?

Para poder conocer más sobre las corrientes estelares, es necesario entender cómo el cúmulo de Palomar 5 reunió tantos agujeros negros. Según los investigadores, todo se debió al mismo proceso de “escape” de las estrellas, que da origen a los torrentes ya mencionados.

En los momentos iniciales del cosmos, las estrellas que conformaban el cúmulo estelar de Palomar 5 fueron mucho más propensas a salir de él que los agujeros negros. Como consecuencia, con el paso del tiempo, la población de hoyos negros se hizo superior a lo que usualmente se esperaría en tal tipo de formaciones.

Par de agujeros negros brillantes.
Crédito: Mark Myers. Vía Centro De Excelencia De Arco Para El Descubrimiento De Ondas Gravitacionales (OZGRAV).

Teniendo en cuenta esa tendencia, y el estado actual de Palomar 5, los astrofísicos estiman que aproximadamente dentro de mil millones de años, el cúmulo estelar podría estar formado únicamente por agujeros negros, antes de desaparecer por completo.

¿Qué hemos aprendido?

Este trabajo nos ha ayudado a comprender que, aunque el cúmulo esponjoso Palomar 5 tiene las colas más brillantes y largas de cualquier cúmulo de la Vía Láctea, no es único. En cambio, creemos que muchos cúmulos dominados por agujeros negros igualmente hinchados han ya se desintegraron en las mareas de la Vía Láctea para formar las corrientes estelares delgadas recientemente descubiertas”, dijo el Dr. Erkal, de la Universidad de Surrey.

Básicamente, se ha determinado que el cúmulo Palomar 5 puede ser apenas un vestigio de los cústers de agujeros negros y estrellas que se formaron en el pasado. Unos cuya disolución pudo dar vida a las corrientes estelares “huérfanas” que conocemos hoy en día.

Entonces, aunque Palomar 5 es único en su tipo ahora, no necesariamente lo fue en el pasado. Algo que mostraría al incremento de la población de agujeros negros como un hecho común en el proceso de desaparición de dichos cúmulos.

Referencia:

A supra-massive population of stellar-mass black holes in the globular cluster Palomar 5: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01392-2

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