En pleno centro de la Vía Láctea se encuentra Sagitario A* (Sgr A*), un agujero negro supermasivo con una masa de alrededor de 4 millones de soles.
A su alrededor orbitan a velocidades enormes decenas de estrellas, muchas de ellas agrupadas en el denominado cúmulo S. Son objetos particularmente interesantes porque varias de estas estrellas son jóvenes, masivas y de tipo espectral B.
Pero los astrónomos llevan tiempo intentando explicar una característica peculiar: tienen muchas menos compañeras estelares que otras estrellas similares de la galaxia.
Un nuevo estudio publicado en Astronomy & Astrophysics propone una explicación relativamente sencilla: quizás muchas nacieron como sistemas binarios normales, pero Sagitario A* fue destruyendo o modificando parte de esas parejas con el paso del tiempo.
Vivir junto a un agujero negro no es fácil
En gran parte de la galaxia, las estrellas masivas suelen encontrarse acompañadas por otra estrella. Los investigadores utilizaron como referencia una fracción binaria inicial cercana al 69 %.
Pero alrededor de Sagitario A* las condiciones son completamente distintas.
Cuando dos estrellas que orbitan entre sí pasan cerca de un agujero negro supermasivo, la diferencia de gravedad ejercida sobre cada una puede llegar a ser enorme. Son las llamadas fuerzas de marea. Si esas fuerzas superan la atracción que mantiene unida a la pareja, el sistema puede separarse. Una estrella puede permanecer cerca del agujero negro mientras la otra termina lanzada a una órbita completamente diferente.
En otros casos, las perturbaciones orbitales pueden provocar justo lo contrario: que las dos estrellas terminen fusionándose en una sola.
Las estrellas S y la famosa S2
Una de las integrantes más conocidas de esta población es S2, una estrella que tarda alrededor de 16 años en completar una órbita alrededor de Sagitario A*.
Los astrónomos llevan décadas siguiendo su movimiento. Durante su aproximación de 2018 pasó extraordinariamente cerca del agujero negro, permitiendo incluso comprobar efectos predichos por la relatividad general de Einstein.
S2 forma parte de una población de estrellas que se mueve en órbitas extremadamente compactas alrededor del centro galáctico. Y su juventud plantea otro misterio.
La “paradoja de la juventud”
El intenso campo gravitatorio de Sagitario A* debería dificultar enormemente la formación convencional de estrellas tan cerca del agujero negro.
Las nubes de gas normalmente deben colapsar bajo su propia gravedad para producir estrellas. Pero cerca de un objeto de millones de masas solares, las fuerzas de marea pueden desgarrar esas nubes antes de que consigan hacerlo.
A esta contradicción se la conoce como “paradoja de la juventud”.
Una de las hipótesis propone que hace unos 6 millones de años una gran cantidad de gas llegó al centro galáctico y desencadenó un episodio de actividad de Sagitario A*. Un potente flujo generado por el agujero negro podría haber comprimido ese material hasta formar una enorme envoltura de gas que después se fragmentó y creó estrellas. Es una posibilidad conocida como fragmentación de una capa de gas.
¿Qué descubrieron las simulaciones?
Los investigadores modelaron sistemas binarios sometidos durante millones de años a la gravedad del agujero negro y utilizaron órbitas compatibles con las observadas actualmente en el cúmulo S.
Los resultados fueron muy claros:
- 62 % de los sistemas binarios sobrevivió.
- 18 % terminó fusionándose.
- 20 % fue separado por las interacciones gravitacionales.
Después de esa evolución, las simulaciones predicen una fracción de sistemas binarios de aproximadamente 38 % ± 10 %.
Las observaciones indican aproximadamente 43 % ± 9 %.
Es decir, ambos números son compatibles dentro de sus incertidumbres.
Esto significa que las estrellas S no necesitan haber nacido con una cantidad anormalmente baja de compañeras. Podrían haber nacido como una población estelar relativamente normal y haber perdido parte de sus sistemas binarios debido a Sagitario A*.
Además, el modelo reproduce la tendencia de encontrar menos sistemas binarios a medida que las estrellas se acercan al agujero negro, precisamente donde las fuerzas de marea son más intensas.
Una pista sobre cómo nacieron
El resultado también aporta información sobre el origen de estas misteriosas estrellas. Los autores consideran que sus resultados favorecen un escenario de formación “in situ”, es decir, que las estrellas se formaron aproximadamente en la misma región donde las vemos hoy, en lugar de nacer mucho más lejos y migrar posteriormente hacia Sagitario A*.
Así, la aparente ausencia de compañeras podría no ser una anomalía en su nacimiento.
Podría ser simplemente la huella que millones de años orbitando alrededor de uno de los objetos más extremos de nuestra galaxia dejaron sobre ellas.
