Hallan un agujero negro oculto en un cúmulo de estrellas fuera de la Vía Láctea

Según se explica en un artículo publicado por la propia ESO y que próximamente aparecerá en 'Monthly Notices of the Royal Astronomical Society', el nuevo agujero negro fue localizado en un cúmulo de miles de estrellas llamado NGC 1850, situado a unos 160.000 años luz de distancia en la Gran Nube de Magallanes, la mayor de las 'galaxias satélite' de la Vía Láctea.

En palabras de Sara Saracino , del Instituto de Investigación Astrofísica de la Universidad John Moores en Liverpool (Reino Unido), y lider de la investigación, «observamos todas y cada una de las estrellas dentro de ese cúmulo y, como Sherlock Holmes cuando seguía los pasos en falso de una banda criminal con su lupa, tratamos de encontrar alguna evidencia de la presencia de agujeros negros, aunque sin verlos directamente. El resultado que mostramos representaría sólo a uno de los ' criminales ' buscados, pero cuando has encontrado uno, estás en el buen camino de descubrir muchos otros en diferentes cúmulos».

Este primer 'criminal' resultó ser un agujero negro de aproximadamente 11 masas solares. Y la pista definitiva que permitió su detección fue su influencia gravitacional sobre la estrella de cinco masas solares que lo orbita. Ya se habían detectado previamente agujeros negros de tamaño parecido en otras galaxias gracias al resplandor que emiten en rayos X cuando tragan materia, o a partir de las ondas gravitacionales que generan cuando entran en colisión con otro agujero negro o con una estrella de neutrones.

Sin embargo, no todos los agujeros negros de masa estelar chocan con otros o emiten rayos X, de modo que, como explica Stefan Dreizler, otro de los miembros del equipo, «la presencia de la gran mayoría de ellos sólo puede revelarse dinámicamente. Cuando un agujero negro forma un sistema con una estrella, afectará al movimiento de la estrella de forma sutil pero detectable, por lo que, con sofisticados instrumentos, seremos capaces de encontrarlos».

Por ello, el novedoso método utilizado por Saracino y sus colegas permitirá a los astrónomos encontrar muchos otros agujeros negros que hasta ahora no eran detectables. El hallazgo hecho en NGC 1850 supone, por lo tanto, la primera detección de un agujero negro en un joven cúmulo de estrellas (el cúmulo tiene solo unos 100 millones de años, un abrir y cerrar de ojos en la escala de tiempo astronómica).

Al compararlos con agujeros negros más grandes y viejos, situados en cúmulos más antiguos, la comunidad astronómica podría comprender cómo crecen estos objetos alimentándose de estrellas o fusionándose con otros agujeros negros. Además, trazar la demografía de los agujeros negros en los cúmulos estelares mejora nuestra comprensión del origen de las fuentes de ondas gravitacionales.

Para llevar a cabo su búsqueda, el equipo utilizó datos recopilados durante dos años con el instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), instalado en el VLT de ESO, en el desierto chileno de Atacama. MUSE permitió observar con detalle zonas muy concurridas, como las regiones más internas de los cúmulos estelares, captando información sobre miles de estrellas en una sola toma, 10 veces más que con cualquier otro instrumento. Fue así como el equipo detectó el peculiar movimiento de la estrella, que apuntaba directamente a la existencia del agujero negro.

En el futuro, el Telescopio Extremadamente Grande de ESO, que empezará a operar a finales de esta década, permitirá a los astrónomos encontrar muchos más agujeros negros ocultos.

«Definitivamente -afirma Saracino-, el ELT revolucionará este campo. Nos permitirá observar estrellas considerablemente más débiles en el mismo campo de visión, así como buscar agujeros negros en cúmulos globulares ubicados a distancias mucho mayores».