La investigación publicada es crucial para entender la formación de los agujeros negros.
La Dra. Mayte Alfaro, investigadora y académica de la carrera de Licenciatura en Astronomía, participó en la publicación de un artículo en la reconocida revista Nature en colaboración con otros destacados científicos. Su participación en esta instancia marca un hito significativo en el ámbito de la investigación para la U. Central Región de Coquimbo. Este logro no solo pone de relieve la calidad excepcional de su trabajo, sino que también subraya la importancia de la colaboración disciplinar en el ámbito científico.
La investigación se tituló “Fast-moving stars around an intermediate-mass black hole in ω Centauri”, y entrega fuerte evidencia de la existencia de un agujero negro de masa intermedia en el cúmulo globular ω Centauri, que es el más masivo de la Vía Láctea. En el Abstract las y los investigadores detallan que se han observado siete estrellas de movimiento rápido en el centro de este cúmulo, cuyas velocidades son mucho más altas que la velocidad de escape esperada. Esto sugiere que estas estrellas están ligadas a un agujero negro masivo en el centro del cúmulo. El artículo destaca la importancia de determinar la existencia de agujeros negros de masa intermedia, ya que puede contribuir a una mejor comprensión de cómo se forman los agujeros negros supermasivos en el universo temprano.
¿La publicación fue parte de una investigación realizada con junto a otros colegas?
Sí, esta es una gran colaboración con colegas de distintos institutos y universidades de diferentes países y de alto prestigio a nivel mundial. Esta parte del proyecto está siendo liderado por Maximilian Häberle, estudiante de doctorado del instituto “Max Planck Institute for Astronomy” en Heidelberg, Alemania.
¿Qué motivó su investigación? ¿Qué preguntas estaban tratando de responder?
Este proyecto busca entender la historia de formación estelar del cúmulo globular más masivo de la nuestra galaxia, Omega Centauri. La complejidad de este cúmulo sugiere que puede ser el núcleo remanente de una galaxia que ya se fusionó con la Vía Láctea. El gran set de datos de este proyecto ofrecía la oportunidad de explorar las partes centrales de este cúmulo con gran detalle y buscar evidencia de la existencia de un agujero negro de masa intermedia.
A través de un estudio de más de 500 imágenes adquiridas por el Telescopio Espacial Hubble, se construyó un catálogo de movimientos propios de 1.4 millones de estrellas de Omega Centauri. En las partes más centrales, dentro de un diámetro de tres meses luz, se detectaron siete estrellas que se mueven a altas velocidades. Para que estas estrellas presenten tales velocidades, debe haber un objeto lo suficientemente masivo, en este caso, un agujero negro de una masa de al menos 8200 veces la masa del sol.
En ese sentido, ¿Cuáles son las implicaciones de su descubrimiento? ¿Qué conclusiones se logran a partir del artículo publicado y de qué manera contribuye al conocimiento científico?
Una de las grandes preguntas en la astronomía es como se forman los agujeros negros supermasivos (de hasta miles de millones de masas solares). Se han detectado estos objetos en galaxias de masa intermedia como es el caso de la Vía Láctea con Sagitario A*, y en galaxias de mayor masa. En el límite menos masivo, están los agujeros negros estelares (de unas decenas de masas solares) que son originados después del colapso gravitacional de estrellas de alta masa. La existencia de agujeros negros en estos dos extremos de masa ha llevado a los astrónomos a pensar que deberían existir agujeros negros de masa intermedia que conecte estos dos límites de masa. Sin embargo, estos objetos son muy elusivos y difíciles de detectar, debido en gran parte a nuestras limitaciones instrumentales para estudiar las partes centrales de las galaxias en las que residen. La detección de estas estrellas de alta velocidad son una evidencia importante de la existencia de agujeros negros de masa intermedia, entregando valiosa información sobre como los agujeros negros se forman y evolucionan.
¿Qué pasos investigativos sigue después de esta publicación?
Nuestra colaboración ahora quiere estudiar estas estrellas en mayor detalle. Para esto, ya se cuenta con tiempo de observación con el Telescopio Espacial Webb. Esperamos que en el futuro, la nueva generación de instrumentos (como MICADO en el Telescopio Extremadamente Grande, en el norte de Chile) nos ayude a estudiar en mayor detalle estas estrellas.
Dra. Mayte ¿Qué relevancia tiene que este trabajo sea publicado en un medio tan trascendente para la comunidad científica mundial?
La revista Nature tiene un gran prestigio, se caracteriza por publicar hallazgos de alto impacto en sus respectivos campos. Es una de las revistas científicas más importantes a nivel mundial, cuyos artículos pasan por un riguroso proceso de revisión de pares. Así, ser incluidos en Nature, entrega un gran respaldo a la calidad y transcendencia del trabajo que estamos realizando y asegura un gran alcance a la comunidad científica.
Finalmente, ¿qué mensaje te gustaría transmitir a la comunidad sobre la importancia de seguir investigando en este campo de la astronomía?
Los agujeros negros son unos de los objetos más llamativos y enigmáticos que conocemos. El cómo se forman y evolucionan es clave para entender la historia y estructura del Universo. La detección y estudio de agujeros negros de masa intermedia nos ayudará a descifrar cómo co-evolucionan los agujeros negros centrales con su galaxia anfitriona y su papel en la formación de las primeras galaxias.
Artículo: https://www.nature.com/articles/s41586-024-07511-z
Nota MPIA: https://www.mpia.de/news/science/2024-10-omega-cen-imbh?c=5313826