Hubble encuentra el primer agujero negro «perdido» en Omega Centauri tras 20 años de búsqueda
Fecha: 2026-07-14
Imagen destacada: [Imagen de Hubble del cúmulo globular Omega Centauri; crédito: NASA, ESA y el equipo Hubble SM4 ERO]
Después de dos décadas de búsqueda, los astrónomos que utilizan el telescopio espacial Hubble finalmente han encontrado uno de los agujeros negros «perdidos» que la teoría predice deberían poblar el corazón de Omega Centauri, el cúmulo globular más masivo de la Vía Láctea.
El descubrimiento, publicado en Astrophysical Journal Letters, confirma que la población prevista de aproximadamente 10 000 agujeros negros de masa estelar en el cúmulo es real. Los astrónomos no habían podido encontrarlos porque la mayoría están inactivos, sin emitir rayos X ni ondas de radio detectables. La nueva detección se basó en una técnica que nunca antes se había utilizado para encontrar un agujero negro en un cúmulo globular: la astrometría de precisión, que mide la minúscula oscilación gravitacional de una estrella durante 23 años.
«Este es un resultado increíblemente emocionante», dijo Matthew Whitaker, un investigador universitario de la Universidad de Utah y autor principal del estudio. «Durante años sabíamos que los agujeros negros deberían estar allí, pero simplemente no podíamos verlos».
Un conjunto de datos de 20 años
El agujero negro, designado oMEGACat BH-2, tiene una masa de 4,46 veces la del Sol, situándolo firmemente en el rango de masa estelar y muy por encima de la masa máxima conocida de una estrella de neutrones, de aproximadamente 2,08 masas solares. Su compañera es una estrella de secuencia principal de 0,78 masas solares en una órbita altamente excéntrica de 94 años.
La detección fue posible gracias al proyecto oMEGACat, que utilizó la cámara avanzada para sondeos y la cámara de gran campo 3 del Hubble para imagear Omega Centauri 351 veces entre 2002 y 2023. El equipo midió la posición de 1,4 millones de estrellas con precisión de subpíxel, buscando la sutil señal de una compañera masiva invisible. Dos épocas adicionales del telescopio espacial James Webb en 2024 y 2025 ampliaron la línea base y mejoraron la precisión. El instrumento MUSE en el Very Large Telescope en Chile confirmó la pertenencia de la estrella al cúmulo.
El agujero negro fue detectado primero como una anomalía astrométrica, con su estrella trazando una trayectoria curva en el cielo que revelaba la atracción gravitacional de una compañera invisible. La binaria fue capturada cerca del periastro, el punto más cercano de su órbita excéntrica, lo que permitió al equipo restringir las masas a partir de solo una órbita parcial.
¿Por qué estaban «perdidos» los agujeros negros?
Omega Centauri, ubicado a unos 18 000 años luz de la Tierra, contiene aproximadamente 10 millones de estrellas y se cree que es el núcleo despojado de una galaxia enana acrecentada por la Vía Láctea. Los modelos de evolución estelar predicen que decenas de miles de agujeros negros deberían haberse formado a partir de las estrellas masivas que murieron temprano en la historia de 12 000 millones de años del cúmulo.
Sin embargo, ninguno había sido detectado directamente. Las búsquedas anteriores se basaban en observaciones de rayos X y radio, que solo funcionan cuando un agujero negro se está alimentando activamente de gas cercano. La mayoría de los agujeros negros en cúmulos globulares antiguos están inactivos, habiendo consumido hace mucho el material disponible. Los sondeos de velocidad radial no eran prácticos porque los períodos orbitales se miden en décadas, no en días o años. Un estudio de Hubble de 2021 sobre el cúmulo globular NGC 6397 encontró una concentración de agujeros negros a través de su influencia gravitacional en las estrellas circundantes, pero no pudo resolver objetos individuales.
Propiedades sorprendentes
El agujero negro es más ligero de lo que los modelos predecían para el entorno pobre en metales de Omega Centauri. Con 4,46 masas solares, desafía la suposición de que las estrellas de baja metalicidad producen solo agujeros negros masivos. La binaria tampoco es casi con certeza un par primordial, sino que fue ensamblada a través de interacciones dinámicas en el núcleo denso del cúmulo, que es el canal de formación esperado para la mayoría de las binarias de agujeros negros en cúmulos globulares.
La binaria también es sorprendentemente frágil. Su energía de enlace es baja en relación con la dispersión de velocidades del cúmulo, lo que significa que será desestabilizada en unos 800 millones de años, un tiempo corto en comparación con la edad del cúmulo. Su detección fue algo afortunada.
Una nueva ventana a los cementerios estelares
El descubrimiento valida la astrometría como una nueva herramienta poderosa para encontrar agujeros negros inactivos en entornos estelares densos. La técnica es aplicable a otros cúmulos globulares, y se espera que futuros observatorios como el telescopio espacial Nancy Grace Roman, con sus sondeos de gran campo y alta resolución del bulbo galáctico, encuentren muchas más binarias de este tipo.
Se cree que cúmulos globulares como Omega Centauri son sitios privilegiados para las fusiones de binarias de agujeros negros que producen ondas gravitacionales detectables por LIGO y Virgo. Encontrar los agujeros negros individuales que alimentan estas fusiones es un paso esencial para comprender la población.
Omega Centauri también alberga un presunto agujero negro de masa intermedia de unas 8 200 masas solares en su centro, reportado por el mismo equipo en 2024. Por lo tanto, el cúmulo contiene agujeros negros en escalas de masa dramáticamente diferentes, lo que lo convierte en un laboratorio único para estudiar la formación, dinámica y evolución de los agujeros negros a lo largo del tiempo cósmico.
Traducido por Alessandra