La Osa Mayor III, el objeto más tenue de nuestra galaxia, orbita la Vía Láctea a una distancia de más de 30.000 años luz. Hasta ahora, se consideraba una galaxia enana, compuesta principalmente de materia oscura debido a su gran masa. Sin embargo, un equipo internacional de astrofísicos de la Universidad de Bonn y del Instituto de Estudios Avanzados en Ciencias Básicas de Irán ha encontrado evidencia que sugiere que se trata de un cúmulo estelar compacto con un agujero negro en el núcleo. El estudio se ha publicado en The Astrophysical Journal Letters.
El estudio se centra en cuerpos celestes que aún no pueden clasificarse claramente como cúmulos estelares o galaxias enanas. Si bien exteriormente se asemejan a los cúmulos estelares clásicos, presentan relaciones masa-luz inusualmente altas; algunas son cientos o miles de veces superiores a las de las galaxias enanas típicas. Esta peculiaridad ha llevado a suponer que contienen grandes cantidades de materia oscura.
Ni los modelos establecidos de materia oscura ni las teorías alternativas han logrado explicar satisfactoriamente las causas exactas. Por lo tanto, estos objetos intermedios se consideran un tema candente en astrofísica y son objeto de una intensa investigación, afirma el estudiante de doctorado y primer autor Ali Rostami-Shirazi, del Instituto Iraní de Estudios Avanzados en Ciencias Básicas.
Enfoque en la Osa Mayor III: Nueva evidencia de un cúmulo estelar oscuro
La Osa Mayor III es el satélite más débil conocido de la Vía Láctea. Estas pequeñas galaxias compañeras orbitan la Vía Láctea y proporcionan importantes pistas sobre su formación y composición. Anteriormente considerada una galaxia enana oscura —una galaxia pequeña cuya masa se cree que consiste principalmente en materia oscura—, ahora se ha descubierto que la Osa Mayor III es un cúmulo estelar oscuro. Las simulaciones realizadas por el equipo de investigación sugieren que la Osa Mayor III podría ser un cúmulo estelar compacto cuya gravedad se mantiene unida por un núcleo de agujeros negros y estrellas de neutrones, en lugar de materia oscura.
«Los cúmulos estelares oscuros se forman cuando las interacciones gravitacionales con la Vía Láctea, a lo largo de miles de millones de años, retiran las estrellas exteriores de un cúmulo estelar», explica el Prof. Dr. Hosein Haghi, investigador de la Universidad de Bonn y afiliado al Instituto Iraní de Estudios Avanzados en Ciencias Básicas de Zanjan. Lo que queda es un núcleo oscuro y masivo que no emite luz. Según el estudio, este efecto se ha interpretado erróneamente como evidencia de materia oscura.
Prueba de las simulaciones
Para probar la hipótesis, el equipo de investigación simuló la evolución de la Osa Mayor III a lo largo de escalas de tiempo cósmicas. Mediante simulaciones especializadas de N cuerpos, que calculan las interacciones gravitacionales de miles de estrellas con gran precisión, el equipo reconstruyó el desarrollo de la estructura actual de la Osa Mayor III a lo largo del tiempo. Estas simulaciones se basan en los datos observacionales más recientes, incluyendo el movimiento orbital y la composición química de la Osa Mayor III.
Los cálculos del equipo de investigación muestran que el estado observado de la Osa Mayor III puede explicarse por un núcleo denso de agujeros negros que mantiene unidas gravitacionalmente a las estrellas restantes, sin necesidad de materia oscura.
«Nuestro trabajo demuestra por primera vez que estos objetos probablemente sean cúmulos estelares normales», afirma el Prof. Dr. Pavel Kroupa, miembro del Área de Investigación Transdisciplinaria (TRA) de Modelado y Materia de la Universidad de Bonn. «Estos resultados resuelven un importante misterio de la astrofísica».
Estos problemas pueden resolverse eficazmente con el enfoque adecuado de las simulaciones por computadora, lo que permite que desaparezcan componentes aparentemente exóticos de la astrofísica.
El equipo de Bonn se considera líder en este campo. Durante muchos años, ha desarrollado métodos numéricos especializados para cartografiar en detalle la dinámica altamente compleja de estos sistemas estelares. Kroupa afirma: «Nuestros resultados actuales proporcionan una nueva base para comprender los misteriosos objetos celestes, a la vez que abren nuevas perspectivas para la investigación de galaxias».
Con información de The Astrophysical Journal Letters
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