Palomar 5, un cúmulo globular que se encuentra a aproximadamente 80,000 años luz de distancia y que se extiende a lo largo de 30,000 años luz, ha sido el centro de un descubrimiento astronómico fundamental. En el núcleo de Palomar 5 se ha detectado la presencia de más de 100 agujeros negros de masa estelar, una cifra que triplica las expectativas basadas en la cantidad de estrellas en el cúmulo. Este cúmulo, conocido por contener entre 100,000 y 1 millón de estrellas muy antiguas y considerado un "fósil" del universo temprano, presenta una distribución de estrellas amplia y suelta, con un flujo de marea que se extiende más de 20 grados en el cielo.
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La investigación, publicada en la revista Nature Astronomy, se basa en datos del observatorio espacial Gaia, que ha mapeado la Vía Láctea con alta precisión en tres dimensiones. Las simulaciones N-body realizadas recrearon las órbitas y evoluciones de cada estrella en el cúmulo, sugiriendo que las interacciones orbitales con los agujeros negros podrían haber expulsado estrellas hacia el flujo de marea.
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La masa de cada uno de estos agujeros negros es aproximadamente 20 veces la del Sol, y se formaron a partir de explosiones de supernova al final de la vida de estrellas masivas. En términos de masa total del cúmulo, se estima que más del 20% está compuesto por estos agujeros negros.
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El cúmulo estelar Palomar 5, con su particular configuración y distribución estelar, ofrece una excelente oportunidad para estudiar la evolución dinámica de los cúmulos globulares y la formación de fusiones de agujeros negros binarios. Los investigadores han desarrollado un método para estimar la cantidad de agujeros negros en un cúmulo observando las estrellas que son expulsadas, proporcionando así una herramienta valiosa para futuras investigaciones.
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En aproximadamente mil millones de años, se espera que Palomar 5 se disuelva completamente debido a la pérdida continua de estrellas, dejando solo los agujeros negros que seguirán orbitando el centro galáctico. Este fenómeno resalta la importancia de los cúmulos globulares como lugares estratégicos para la búsqueda y estudio de fusiones de agujeros negros binarios y agujeros negros de masa intermedia.
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Este descubrimiento no solo amplía nuestra comprensión de la dinámica de los cúmulos globulares, sino que también sugiere que muchos agujeros negros, que eventualmente colisionarán, se originan en estos entornos densamente poblados. Palomar 5, debido a su inusual distribución de estrellas y su contenido significativo de agujeros negros, se considera una pieza clave para entender mejor la evolución y disolución de los cúmulos globulares en la Vía Láctea.