Cómo encontrar hoyos negros

Cúmulo globular omega-Centauri: grande, brillante... y extraño


Los hoyos negros vienen en tamaños distintos: los hay de masa relativamente pequeña, que se forman al compactarse una estrella masiva que se apaga, y los hay "supermasivos", de masas iguales a miles de millones de veces la del sol. Los hoyos negros comunes y corrientes se encuentran distribuidos por todo el disco de las galaxias, igual que las estrellas a partir de las cuales se forman; los hoyos negros supermasivos, en cambio, viven en el centro de muchas galaxias, entre ellas la nuestra. Nadie sabe muy bien cómo se forman los hoyos negros supermasivos. Misterio cósmico.

La cosa podría cambiar pronto gracias a una investigación de la astrofísica mexicana Eva Noyola y sus colaboradores, Karl Gebhardt y Marcel Bergmann. En un artículo publicado recientemente en la revista Astrophysical Journal, este equipo internacional estudia los movimientos de las estrellas que forman el cúmulo globular conocido como omega-Centauri (más sobre esto en un momento).

Eva Noyola estudió la carrera de física en la UNAM y luego se fue a hacer el posgrado en el extranjero, como se acostumbra. Hoy trabaja en Alemania, en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (nada que ver con los marcianos; la física extraterrestre es simplemente la física de fenómenos que ocurren fuera de la Tierra). Sus colaboradores trabajan en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Texas en Austin y el Observatorio Géminis, con oficinas en Tucson, Arizona.

Los cúmulos globulares son conjuntos compactos y esféricos de hasta un millón de estrellas. Se los encuentra en órbitas distintas alrededor de la mayoría de las galaxias. La nuestra tiene 158 cúmulos globulares conocidos, que forman una especie de halo esférico -o, como analogía menos poética, de nubes de moscas que rondan la galaxia. De los cúmulos globulares de nuestra galaxia el más grandote, brillante y extraño es omega-Centauri. Tiene nombre de estrella porque así se lo clasificó antes de que William Herschel descubriera, alrededor de 1830, que no es una estrella ni una nebulosa, sino un conjunto de estrellas.

Omega-Centauri es raro primero por su tamaño, segundo porque contiene estrellas de muy diversas antigüedades (a diferencia de los cúmulos clásicos, cuyas estrellas son todas igual de viejas), tercero por las también diversas composiciones químicas de sus estrellas y cuarto por lo nerviosas que parecen éstas: Eva Noyola y sus colaboradores midieron las velocidades con que las estrellas más internas orbitan el centro del cúmulo y notaron que son mucho mayores de lo que cabría esperar. Si omega-Centauri se juzga sólo por lo que vemos, entonces las estrellas deberían moverse más lentamente y la diferencia entre la velocidad de las del centro y la de las periféricas debería ser menor. Por lo tanto, concluyen Noyola y amigos, en el centro del cúmulo debe haber algo que no se ve, y que es a la vez muy compacto y muy masivo. Los cálculos del equipo indican que este efecto podría producirlo un hoyo negro con una masa igual a 40,000 veces la masa del sol.

Como siempre en ciencia, hay otras posibilidades, que Noyola, Gebhardt y Bergmann examinan detalladamente en su artículo: que se trate de un grupo de estrellas apagadas (como enanas blancas o estrellas de neutrones), o bien de un grupo de estrellas con órbitas alargadas. Los autores desechan estas posibilidades con bastante confianza basándose en ciertas suposiciones acerca del comportamiento y desarrollo de los cúmulos globulares.

Así pues, podría ser que las rarezas de omega-Centauri se deban --como ya se sospechaba-- a que no es un cúmulo globular, sino una galaxia pequeña en órbita alrededor de la nuestra y a la cual la Vía Láctea le ha robado la mayoría de sus estrellas. La masa del hoyo negro central (aún hipotético) está entre la de los hoyos negros normales, formados por el colapso de estrellas individuales, y la de los hoyos negros supermasivos . Si se confirma la hipótesis de Noyola, Gebhardt y Bergmann, podría ayudar a explicar cómo se forman los descomunales hoyos negros de los centros de las galaxias.

Le escribí a Eva Noyola para preguntarle acerca de su vida. Muchos científicos jóvenes se van por unos años a estudiar e investigar al extranjero. Algunos se quedan ahí, pero otros vuelven. Los egresados de la UNAM por lo general sentimos veneración por nuestra alma mater. Eva Noyola lo expresa de una manera original y poética cuando le pregunto si tiene planes de volver a México y a su universidad. "Mi corazón es azul y mi piel dorada", me escribe, en alusión a los colores emblemáticos de la UNAM (post data: se ha revelado mi ignorancia. En un correo posterior, Eva me informa amablemente que esta frase que me pareció tan "original y poética" es de una porra puma bien conocida. Ay de mí.) Ella quisiera regresar, pero no es fácil. Para empezar, como también ocurre con frecuencia en la vida de los científicos jóvenes, Eva se enamoró en Texas, durante su doctorado y se casó en México con un astrofísico israelí. Hoy viven en Alemania. Para volver a México tendrían que encontrar dos plazas y no una sola, lo que sería, como dice Eva, casi milagroso. Dice Eva Noyola que los sueldos de los científicos en México son perfectamente competitivos; pero lo que más le preocupa es que en México no tendrían, quizá, tan fácil acceso a recursos como "tiempo de telescopio" (el tiempo que se otorga a un investigador para usar un telescopio, recurso muy disputado por relativamente escaso, sobre todo si se quiere usar el Telescopio Espacial Hubble y los del Observatorio Géminis, como Noyola y amigos). Los telescopios mexicanos --muy adecuados para otras investigaciones-- no lo son para el tipo de investigación que hace Eva Noyola. Y por no participar México en el mantenimiento y operación de los grandes telescopios del mundo, los investigadores nacionales sólo pueden solicitar migajas de tiempo que no alcanzan para gran cosa.

Un toque de morbo: si quieren ver qué cara tiene un artículo científico (no de divulgación), descarguen el artículo de Eva Noyola y sus colaboradores de la base de datos ArXiv.org.