En el corazón de Omega Centauri, uno de los cúmulos estelares más masivos de la Vía Láctea, un objeto invisible finalmente ha revelado su presencia.
Gracias a más de veinte años de observaciones del Hubble, complementadas por el James Webb, los astrónomos han identificado el primer agujero negro de masa estelar confirmado en este entorno extremadamente denso.
Este cúmulo globular reúne aproximadamente 10 millones de estrellas unidas por la gravedad, a casi 18 000 años luz de la Tierra. Sin embargo, los modelos pronostican que también debería albergar cerca de 10 000 agujeros negros pequeños. Hasta ahora, estos vestigios de estrellas muertas permanecían casi imposibles de distinguir entre esta multitud luminosa.
El nuevo objeto, llamado oMEGACat BH-2, no fue detectado mediante rayos X ni emisiones de radio. Los investigadores siguieron el diminuto desplazamiento de una estrella visible. Su trayectoria indicaba que giraba alrededor de un compañero oscuro, lo suficientemente masivo como para no poder ser más que un agujero negro de masa estelar.
Las mediciones se basan en imágenes tomadas por el Hubble entre 2002 y 2023, luego refinadas con las capacidades infrarrojas del James Webb. Esta combinación permitió seguir la posición de la estrella con una precisión inferior a un píxel. Los astrónomos lograron así reconstruir una parte importante de su órbita alrededor del objeto invisible.
La masa del agujero negro alcanza aproximadamente 4,46 veces la del Sol. Su estrella compañera representa solo 0,78 masas solares. Un estudio anterior consideraba la posibilidad de una estrella de neutrones, pero la nueva estimación descarta esta opción. El objeto oscuro es demasiado pesado para pertenecer a esta categoría de restos estelares.
Imagen compuesta de ω Cen realizada a partir de imágenes del HST.
A la izquierda: posición de la estrella visible respecto al centro del cúmulo (J. Anderson y RP van der Marel 2010 ; M. Häberle et al. 2024b).
A la derecha: vista ampliada de la estrella visible y sus vecinas, incluyendo una estrella brillante de la rama horizontal situada a aproximadamente 1″ al noroeste.
Crédito de la imagen: ESA/Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA).
Omega Centauri contiene pocos elementos pesados, una característica que generalmente favorece la formación de agujeros negros más masivos. oMEGACat BH-2 se encuentra, por lo tanto, por debajo de los valores esperados.
El dúo presenta otra particularidad: la estrella completa una revolución completa en aproximadamente 94 años. Se trata del período orbital más largo conocido para un sistema binario que incluye un agujero negro. Es probable que los dos objetos no hayan nacido juntos, sino que se hayan encontrado debido a las interacciones gravitacionales en el cúmulo.
Sin embargo, esta asociación podría ser temporal a escala cósmica. Las simulaciones indican que los encuentros con otras estrellas probablemente terminarán separando a la pareja en menos de mil millones de años.