Secretos del agujero negro: revelando las S-Estrellas

En el centro de la Vía Láctea reside un agujero negro supermasivo. Sin embargo, no es el misterioso objeto que los científicos Fabio Antonini, del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica, y David Merritt, del Instituto de Tecnología de Rochester, han estado tratando de explicar. Los objetos que tienen su atención son las órbitas de las masivas estrellas jóvenes cerca de él. Se les llama «S-Estrellas» (o Estrellas-S)

No. Eso no es un tartamudeo. Las S-estrellas son un fenómeno legítimo que permite a los investigadores examinar más de cerca la actividad del agujero negro. Su sola presencia hace que los astrónomos cuestionen lo que saben. Por ejemplo, ¿cómo es posible que estas jóvenes estrellas masivas orbiten tan cerca de una región en la que sería muy poco probable que se formaran? La fuerza de la gravedad muy fuerte cerca de un agujero negro significa que estas estrellas tienen que haber estado alguna vez más lejos de la posición observada. Sin embargo, cuando se crearon los modelos teóricos para representar la forma en que las S-Estrellas podría haber viajado a sus posiciones orbitales actuales, los números simplemente no coincidieron. ¿Cómo podrían estar sus órbitas tan radicalmente retiradas de las predicciones?

El Dr. Antonini acaba de ofrecer su mejor explicación de este enigma en la reunión anual de la Sociedad Astronómica de Canadá (CASCA). En un trabajo titulado «The Origin of the S-star Cluster at the Galactic Center» («El origen de las S-estrellas en el grupo del centro galáctico»), que ofrece una teoría unificada para el origen y la dinámica de las S-estrellas. No ha sido una tarea fácil, pero Antonini ha sido capaz de producir una teoría muy viable sobre cómo pudieron quedar estas estrellas en las proximidades de un agujero negro supermasivo en sólo unas decenas de millones de años después de su formación.

«Existen teorías sobre cómo se ha producido la migración desde distancias más grandes, pero hasta ahora no han sido capaces de explicar convincentemente por qué las S-estrellas orbitan el centro galáctico de la manera que lo hacen», dijo Antonini. «Como estrellas de la secuencia principal, las S-estrellas no puede tener más de 100 millones de años, sin embargo, su distribución orbital parece ser ‘relajada’, contrariamente a las predicciones de los modelos sobre su origen.»


Una visualización en 3 dimensiones de las órbitas estelares en el centro galáctico se basa en los datos obtenidos por los
telescopios WM Keck entre 1995 y 2012. Las estrellas con las órbitas mejor determinadas se muestran con elipses
completos y los senderos detrás de cada tramo estelar se entienden de ~15 a 20 años. Estas estrellas están codificadas
por colores para representar su tipo espectral: las estrellas de tipo temprano (jóvenes) se muestran en verde, las estrellas
de tipo tardío (viejas) de color naranja, y aquellas con tipo espectral desconocido se muestran en magenta. Las estrellas
sin elipse son de una muestra estadística, y siguen las distribuciones radiales observadas para las estrellas de tipo primitivas
(blanco), o recientes (amarillo/naranja). Estas estrellas están integradas en un modelo de representación del interior de la
Vía Láctea proporcionado por NCSA/AVL para proporcionar un contexto para la visualización.

Según Antonini y el modelo de Merritt, las S-estrellas comenzaron mucho más lejos del centro de la galaxia. ¿Es esto normal? Sí, normal. A continuación, estas estrellas con órbitas aparentemente normales encuentran la gravedad del agujero negro y comienzan su espiral hacia adentro. A medida que hicieron el inexorable viaje, encontraron la gravedad de otras estrellas en la vecindad, algo que cambió el patrón orbital de las S-estrellas. Es una simple idea, que prueba cómo se desarrolla el centro de la galaxia a partir de la influencia conjunta de los efectos relativistas de un agujero negro supermasivo y la acción de las interacciones gravitacionales.

«Los modelos teóricos de las órbitas de S-estrellas son una manera de restringir su origen, investigar los mecanismos dinámicos de la región cercana al centro de la galaxia y», dice Merritt, «indirectamente conocer la densidad y la cantidad de objetos que no se ven en esta región.»

Aunque la presencia de agujeros negros supermasivos en el centro de casi todas las galaxias masivas no es un concepto nuevo, las nuevas investigaciones sobre la forma en que se concretan y desarrollan lleva a una mejor comprensión de lo que vemos alrededor. Estas regiones están profundamente conectadas con la formación en sí de la galaxia, estén donde estén. Con el centro de nuestra propia galaxia —Sagittarius A— tan cerca de casa, se ha convertido en el laboratorio perfecto para observar manifestaciones como las S-estrellas. El seguimiento de sus órbitas durante un período prolongado de tiempo ha validado la presencia de un agujero negro supermasivo e iluminado nuestra forma de pensar de muchas peculiaridades de nuestra propia galaxia.

Historia Original: Prensa de la Canadian Astronomical Society.

Fuente: Universe Today. Aportado por Eduardo J. Carletti

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