La Vía Láctea está repleta de cúmulos de estrellas. Algunos contienen solo unas pocas decenas a cientos de estrellas jóvenes. Otros, conocidos como cúmulos globulares, se encuentran entre los objetos más antiguos del Universo y contienen hasta un millón de estrellas antiguas.

Se cree que algunos cúmulos globulares son fragmentos de nuestra galaxia, cincelado cuando la Vía Láctea estaba en su infancia. Otras pueden haber comenzado su vida como galaxias enanas independientes antes de ser capturadas por la Vía Láctea durante sus años de formación.

Independientemente de sus orígenes, muchos cúmulos globulares residen en o detrás de las regiones polvorientas de nuestra galaxia. Para telescopios ópticos terrestres y espaciales, sin embargo, esto plantea un desafío. Aunque es posible observar el cúmulo como un todo, el polvo obstaculiza los esfuerzos de los astrónomos por estudiar los movimientos de estrellas individuales. Si los astrónomos pudieran rastrear los movimientos de estrellas individuales, pudieron ver qué tan "abultado" es el cúmulo globular o si contiene algo realmente denso, como un agujero negro gigante en su centro.

Afortunadamente, Las ondas de radio, como las emitidas por los púlsares, no se ven obstaculizadas por el polvo galáctico. Entonces, en lugar de seguir los movimientos de las estrellas, los astrónomos deberían poder trazar mapas de los movimientos de los púlsares. Pero, por supuesto, las cosas nunca son tan simples. Aunque los cúmulos globulares están llenos de estrellas, contienen muchos menos púlsares.

"Eso es lo que hace que Terzan 5 sea un objetivo de estudio tan importante; tiene una abundancia sin precedentes de púlsares:un total de 37 detectados hasta ahora, aunque solo se utilizaron 36 en nuestro estudio, "dijo Brian Prager, un doctorado candidato en la Universidad de Virginia en Charlottesville y autor principal de un artículo que aparece en el Diario astrofísico . "Cuantos más púlsares puedas observar, cuanto más completo sea su conjunto de datos y más detalles podrá discernir sobre el interior del clúster ".

El grupo Terzan 5 tiene aproximadamente 19, 000 años luz de la Tierra, justo fuera del bulbo central de nuestra galaxia.

Para su investigación, Los astrónomos utilizaron el Telescopio Green Bank (GBT) de la National Science Foundation (NSF) en West Virginia. El GBT es un instrumento increíblemente eficiente para la detección y observación de púlsares. Tiene una electrónica exquisitamente sensible, algunos optimizados específicamente para esta tarea, y un plato de 100 metros, el más grande de todos los radiotelescopios totalmente orientables.

Los púlsares son estrellas de neutrones, los restos fantásticamente densos de supernovas, que emiten rayos de ondas de radio desde sus polos magnéticos. Cuando un púlsar gira, sus rayos de luz de radio recorren el espacio en una versión cósmica de un faro. Si los rayos brillan en dirección a la Tierra, los astrónomos pueden detectar los pulsos exquisitamente constantes de la estrella.

A medida que los púlsares de Terzan 5 se mueven en relación con la Tierra, dibujados en diferentes direcciones por la densidad variable del cúmulo, entra en juego el efecto Doppler. Este efecto agrega un pequeño retraso al tiempo si el púlsar se aleja de la Tierra. También reduce la más mínima fracción de milisegundo si el púlsar se mueve hacia nosotros.

En el caso de Terzan 5, Los astrónomos están particularmente interesados ​​en una clase de púlsares conocidos como púlsares de milisegundos. Estos púlsares giran cientos de veces por segundo con una regularidad que rivaliza con la precisión de los relojes atómicos de la Tierra.

Los púlsares alcanzan estas velocidades notables al desviar la materia de una estrella compañera cercana. La materia que cae golpea el borde de la estrella de neutrones en un ángulo, aumentando la velocidad de giro del púlsar de la misma manera que una pelota de baloncesto en equilibrio sobre la punta de un dedo se puede girar golpeando su costado.

Los púlsares de milisegundos son una bendición particular para los astrónomos porque permiten detectar cambios casi infinitesimalmente pequeños en la sincronización de los pulsos de radio.

"Los púlsares son relojes cósmicos asombrosamente precisos, "dijo Scott Ransom, un astrónomo del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) en Charlottesville, Virginia, y coautor del artículo. "Con el GBT, nuestro equipo pudo medir esencialmente cómo cada uno de estos relojes cae a través del espacio hacia regiones de mayor masa. Una vez que tengamos esa información, podemos traducirlo en un mapa muy preciso de la densidad del cúmulo, mostrándonos dónde reside la mayor parte de las 'cosas' en el clúster ".

Previamente, Los astrónomos pensaron que Terzan 5 podría ser una galaxia enana deformada devorada por la Vía Láctea o un fragmento de la protuberancia galáctica. Si el cúmulo fuera una galaxia enana capturada, también podría albergar un agujero negro supermasivo central, que es uno de los sellos distintivos de todas las galaxias grandes y también se puede encontrar en muchas galaxias enanas.

Los nuevos datos de GBT, sin embargo, no muestran signos obvios de que un solo, El agujero negro central acecha en Terzan 5. "Sin embargo, aún no podemos decir con certeza si es más pequeño, El agujero negro de masa intermedia reside allí. Las nuevas observaciones también proporcionan una mejor evidencia de que Terzan 5 es un verdadero cúmulo globular nacido en la Vía Láctea en lugar de los restos de una galaxia enana. "dijo Ransom.

Las observaciones futuras que utilicen modelos de aceleración más sofisticados pueden restringir mejor el origen de Terzan 5.