Gaia descubre un enjambre de agujeros negros vagando por la Vía Láctea
Palomar 5, un cúmulo estelar aparentemente tranquilo, podría esconder un enjambre de más de 100 agujeros negros de masa estelar. Con una extensión de 30.000 años-luz y situado a 80.000 años-luz de distancia, proporciona pistas sobre la evolución de los cúmulos estelares y la formación de corrientes de marea. Único por su estructura suelta y su corriente de marea de 20 grados, Palomar 5 contrasta con los típicos cúmulos globulares densos de estrellas antiguas. Mientras que los cúmulos globulares ayudan a estudiar la historia del Universo y la materia oscura, las corrientes de marea, cartografiadas por el observatorio Gaia, se están convirtiendo en un objetivo clave.
Una piedra Rosetta para entender las corrientes de marea
El astrofísico Mark Gieles, de la Universidad de Barcelona, describió Palomar 5 como un caso crucial para estudiar las corrientes de marea. A diferencia de la mayoría de las corrientes, que carecen de cúmulos estelares asociados, Palomar 5 combina una distribución estelar dispersa y una corriente de marea prominente, lo que la convierte en una «piedra Rosetta» para desentrañar cómo se forman estas corrientes.
Para investigarlo, Gieles y su equipo realizaron detalladas simulaciones de cuerpos N con el fin de trazar la evolución del cúmulo y explicar su estructura actual. Sus modelos incluían agujeros negros, ya que se sabe que estos objetos influyen en la dinámica de los cúmulos estelares expulsando estrellas mediante interacciones gravitatorias.
Los agujeros negros impulsan la evolución de Palomar 5
Las simulaciones del equipo revelaron que Palomar 5 probablemente alberga una población sorprendentemente grande de agujeros negros de masa estelar. Estos agujeros negros, cada uno de los cuales tiene aproximadamente 20 veces la masa del Sol, se formaron probablemente a partir de explosiones de supernovas durante la juventud del cúmulo. Con el tiempo, las interacciones gravitatorias con estos agujeros negros expulsaron estrellas fuera del cúmulo, formando su corriente de marea.
Curiosamente, las simulaciones sugieren que los agujeros negros representan ahora más del 20% de la masa total del cúmulo y que su número se ha triplicado en comparación con las predicciones iniciales. Dado que las estrellas escapan más fácilmente que los agujeros negros, la proporción de éstos ha aumentado de forma constante.
Un vistazo al futuro de los cúmulos estelares
Las simulaciones predicen que Palomar 5 se disolverá por completo en unos mil millones de años, dejando sólo agujeros negros orbitando alrededor del centro galáctico. Esto sugiere que el destino de Palomar 5 podría no ser único; otros cúmulos globulares también podrían disolverse en corrientes de marea con el tiempo. Además, los cúmulos globulares pueden ser lugares privilegiados para estudiar las poblaciones de agujeros negros, incluidos los agujeros negros binarios que se fusionan y los escurridizos agujeros negros intermedios entre las categorías de masa estelar y supermasiva.
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Fabio Antonini, de la Universidad de Cardiff, destacó cómo esta investigación arroja luz sobre las poblaciones de agujeros negros en los cúmulos estelares. Estudiando las estrellas expulsadas por los agujeros negros, los científicos pueden estimar su número. Los agujeros negros ocultos de Palomar 5 redefinen la dinámica de los cúmulos y ofrecen nuevas perspectivas sobre el papel cósmico de los agujeros negros.
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