Alrededor de nuestra galaxia y de muchas otras, orbitan agrupaciones de estrellas que forman lo que se conocen como cúmulos globulares. Un cúmulo globular típico puede albergar hasta un millón de estrellas en una esfera cuyo diámetro es la distancia que separa al Sol de la estrella más cercana a nosotros, Próxima Centauri. La vida y evolución de los cúmulos globulares es la materia de estudio de nuestro invitado, Mark Gieles, Catedrático de Investigación ICREA de la Universitat de Barcelona y astrónomo en el Instituto de Ciencias del Cosmos. Mark y su equipo han publicado en Nature Astronomy los resultados del estudio de un cúmulo muy singular, conocido como Palomar 5.

Los cúmulos son estructuras formadas en los albores de las galaxias y contienen un gran número de estrellas. Conocer su vida y evolución es un verdadero reto para los astrónomos. Palomar 5 es, según palabras de Mark Gieles, una especie de “Piedra Rosetta” que ayudará a comprenderlos. Lo cierto es que Palomar 5 es un cúmulo sorprendente. En lugar de tener todas sus estrellas concentradas en un espacio esférico, presenta dos corrientes de estrellas que se extienden por una gran porción del firmamento equivalente a 40 veces la anchura de la Luna llena. Para intentar descubrir cómo ha sido la evolución de Palomar 5 desde su nacimiento hasta el momento actual, Mark Gieles y un equipo internacional de colaboradores han llevado a cabo una serie de simulaciones muy costosas en términos computacionales porque exigen el seguimiento del conjunto estrella por estrella.

Los resultados obtenidos cuentan una historia sorprendente. Las simulaciones indican que Palomar 5 era en un principio un cúmulo clásico, con una gran concentración de estrellas reunidas en una estructura más o menos esférica. Cuando se creó, a partir de una enorme nube de gas, comenzaron a surgir estrellas, algunas, las más grandes, con masas superiores a 30 veces la masa del Sol, evolucionaron muy rápido y tuvieron un final dramático. Estallaron como supernovas generando en el proceso agujeros negros con masas varias veces superiores a la del Sol. Lo mismo que utilizamos a los planetas para aumentar la velocidad de las naves espaciales de exploración del Sistema Solar, las interacciones orbitales entre los agujeros negros estelares y algunas estrellas de menor masa impulsaron a estas fuera del cúmulo. Las fuerzas de marea provocadas por el disco galáctico las obligaron a seguir dos direcciones preferentes que son las corrientes estelares que ahora se observan en Palomar 5. Mientras, en el interior del cúmulo, aumentaba la proporción de agujeros negros.

Si la hipótesis es correcta, Palomar 5 puede ser una muestra de una fase tardía en la vida de los cúmulos globulares. Una vida que podría acabar generando objetos que aglutinan una gran cantidad de agujeros negros con pocas estrellas en el halo de las galaxias.

Os invito a escuchar a Mark Gieles, Catedrático de Investigación ICREA de la Universitat de Barcelona (UB) y astrónomo en el Instituto de Ciencias del Cosmos

Referencias:
Gieles, M., Erkal, D., Antonini, F. et al. A supra-massive population of stellar-mass black holes in the globular cluster Palomar 5 Nat Astron (2021).

Animacion del modelo de Palomar 5 con los agujeros negros