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Sobrevivir en un barrio peligroso

Estrellas jóvenes apiñadas cerca del agujero negro

Como un gurú de dibujos animados sentado en la cima de una montaña, el agujero negro súper masivo que hay en el centro de la Vía Láctea está rodeado de discípulos: un cúmulo de estrellas apiñadas.  La mayoría de las estrellas son pequeñas, tenues y viejas.  Pero en una órbita a menos de medio año luz de Sagitarius A*, los investigadores han encontrado casi 200 estrellas de sólo unos seis millones de años de edad.

"Esto nos crea unos desafíos enormes,” explica Mark Morris, profesor de física y astronomía de la UCLA.  “Esperábamos que las fuerzas de marea de los agujeros negros habrían impedirían que se produjera formación de estrellas cerca del agujero negro, así que nuestra sorpresa fue en aumento cuando supimos que había un cúmulo joven de estrellas.”

A view of the star cluster and gas clouds at the center of the Milky Way. [ESO/S. Gillessen et al.]

Una vista del cúmulo de estrellas y nubes de gas en el centro de la Vía Láctea. [ESO/S. Gillessen et al.]

"No esperábamos ver estrellas jóvenes cerca de un agujero negro, porque un agujero negro no es un buen vecino para los viveros estelares,” indica Andrea Ghez. "Los agujeros negros tienden a destruir las cosas.  Para que se formen estrellas hace falta un medio apacible que permita que las grandes nubes de gas y polvo se colapsen por su propia fuerza de gravedad.  Si hay un agujero negro al lado y destroza la nube de gas, es difícil imaginarse de dónde salen las estrellas.”

Sin embargo, las mismas medidas que revelan la masa del agujero negro también revelan la masa de las estrellas en órbita a su alrededor.  La masa de una estrella proporciona un límite máximo para la edad porque las estrellas más pesadas “queman” el combustible nuclear de sus núcleos mucho más deprisa que estrellas modestas, como el Sol.

Las observaciones, unidas a la temperatura y otras características de las estrellas, muestran que la masa de  las estrellas más pesadas es unas doce veces superior a la del Sol, lo que indica una edad máxima de seis a siete millones de años.  Estas estrellas normalmente están gravitacionalmente unidas a un cúmulo estelar que rodea el agujero negro.  Como las estrellas de un cúmulo nacen todas juntas, todo el cúmulo tiene la misma edad que sus miembros más pesados.

Es más, otros dos cúmulos, conocidos como Los Arcos y los Quintillizos, están cerca del agujero negro, cada uno con su propia población de estrellas jóvenes.  Cada uno de estos tres cúmulos contiene varias veces más estrellas que los cúmulos de la zona de la Tierra en la Vía Láctea, que está alejada en el disco de la Vía Láctea.

"Las estrellas se están formando a partir de esas nubes [alrededor del agujero negro], pero no del mismo modo que lo hacen en el disco o en el barrio en que vivimos,” indica Morris, que ha estado estudiando el centro de la galaxia desde la década de 1970.  “Las estrellas que se forman en el centro galáctico, a primera vista, parecen formarse en unos cúmulos, increíblemente ricos, que forman, de una vez, de golpe, 10,000 estrellas -¡pum!- en cúmulos muy compactos y masivos.”

“Es un problema interesante –la paradoja de la juventud-,” dice Ghez.  “¿Cómo es posible que haya estas estrellas jóvenes en una región donde no se supone que estén?”  Hay toda una industria de ideas teóricas que intentan dar solución a este interrogante.”

Una de las ideas es que las estrellas no son, en realidad, jóvenes, sino que han sido alteradas por uniones u otros eventos que hace parezcan jóvenes.

Según otra hipótesis, las estrellas del cúmulo sí son jóvenes pero se formaron lejos del agujero negro y pronto fueron atraídas a sus cercanías, quizás debido a encuentros gravitacionales con agujeros negros de tamaño mediano.  Sin embargo, los astrónomos no conocen ninguna manera de que tantas estrellas puedan ser impulsadas tanta distancia en tan poco tiempo, y no hay evidencia de que haya otro agujero negro de buen tamaño cerca de Sagitarius A*.

 Una tercera idea es que las estrellas en realidad se formaron donde las vemos hoy, en un disco que rodea al agujero negro.  A esta idea la apoyan las órbitas de muchas de las estrellas jóvenes, que siguen un plano orbital similar.  (De hecho, puede que haya dos grupos de estrellas jóvenes, cada uno siguiendo su propia trayectoria orbital.

Sin embargo, como las dos anteriores, esta explicación plantea cuestiones complicadas, explica Ghez.  “Si decimos que la formación estelar tuvo lugar en el centro de la galaxia, de dónde viene todo ese gas.  ¿Cómo se encauza hasta ahí?  ¿Está en una nube que pasaba en la órbita apropiada y fue capturado en esta región?  ¿Es la colisión de nubes lo que permite al material trasladarse al centro?  ¿O es una unión reciente?  No sabemos cómo.  No tenemos ni idea.  Es una de esas preguntas del millón.” — DB

Related Info

Pregunta de investigación

¿Hay un agujero negro súper masivo en el centro de la Vía Láctea?

Métodos de Investigación

Midiendo los movimientos de las estrellas

Investigadores principales

Andrea Ghez
Reinhard Genzel

Resultados hasta la fecha

En el centro de la galaxia hay un agujero negro súper masivo, de una masa aproximadamente 4.1 millones de veces mayor que la del Sol.

Recursos

UCLA Galactic Center Group

The Galactic Center Massive Black Hole and Nuclear Star Cluster, by
Reinhard Genzel, et. al.

El agujero negro en el centro de nuestra galaxia, by Fulvio Melia, 2003

Dato curioso

Sagitarius A*, el agujero negro en el centro de la Vía Láctea tiene un diámetro de unos 16 millones de millas, aproximadamente la mitad de la distancia del Sol a Mercurio, el planeta más interior.

A view of the star cluster and gas clouds at the center of the Milky Way. [ESO/S. Gillessen et al.]

Estrellas jóvenes apiñadas cerca del agujero negro