Omega Centauri, ω Cen o NGC 5139 es un cúmulo globular situado en la constelación de Centaurus. Fue identificado como objeto nebuloso por primera vez por Edmond Halley en 1677. Este cúmulo orbita alrededor de nuestra galaxia, la Vía Láctea, siendo el más grande y brillante de los cúmulos globulares que la orbita, su masa es de 4 millones de masas solares. Omega Centauri también es el segundo cúmulo globular más masivo del grupo local de galaxias, solo Mayall II es más masivo. Es uno de los pocos (y el más brillante) que pueden ser observados a simple vista desde la Tierra. Omega Centauri está a unos 17 000 años luz (5 212.22 pc) de la Tierra y contiene varios millones de estrellas de Población II. Las estrellas de su centro están tan próximas entre sí que se cree que se encuentran a tan solo 0,1 años luz las unas de las otras. Su edad estimada es de cerca de 12 000 millones de años. Contiene alrededor de 10 millones de estrellas.
A pesar de no ser realmente una estrella de la constelación del Centauro, recibió la letra griega ω en la denominación de Bayer como si lo fuera. Una característica que lo distingue de los demás cúmulos globulares de nuestra galaxia es que contiene estrellas de distintas generaciones. Por este motivo se especula que Omega Centauri puede ser el remanente del núcleo de una galaxia enana que fue satélite de nuestra Vía Láctea. Esta galaxia tendría un tamaño cientos de veces superior al actual de Omega Centauri y fue disgregada y absorbida por nuestra galaxia. La química y la dinámica de Omega Centauri son consistentes con esta hipótesis.
Al igual que Mayall II, Omega Centauri presenta un rango de metalicidades y de edades estelares que llevan a pensar que no se formó de una sola vez (al contrario de lo que es normal en la mayoría de los cúmulos globulares).
Cuando se observa a simple vista en un sitio muy oscuro se puede ver del tamaño de la Luna llena en el hemisferio sur, es circumpolar desde la latitud 43° sur y por lo tanto solo se eleva sobre el horizonte en el hemisferio norte hasta la latitud 43° norte (latitud de Toronto).
En 150 AC, Ptolomeo catalogó este objeto estelar en su Almagesto como "una estrella en el lomo del caballo", (Quae est in principio scapulae). En 1603, Johann Bayer, en su Uranometria, utilizó los datos de Ptolomeo para denominarla Omega Centauri. En 1677, Edmond Halley lo catalogó como objeto no-estelar en las observaciones que el astrónomo inglés realizó desde la isla de Santa Helena. Posteriormente, en 1715, Halley dijo de él que era una de las seis manchas o puntos luminosos en Philosophical Transactions of the Royal Society. En 1746, J.P. de Cheseaux la incluyó en su lista de 21 nebulosas. En 1755, Nicolas-Louis de Lacaille le dio el número de catálogo L I.5. En 1826, James Dunlop lo reconoció como cúmulo globular y lo describió como un «bello globo estelar cuyas estrellas se concentraban de forma moderada y muy gradual hacia el centro».
Un estudio de 2008 presentó evidencia de un agujero negro de masa intermedia en el centro de Omega Centauri, basado en observaciones realizadas por el Telescopio Espacial Hubble y el Observatorio Gemini en Cerro Pachón en Chile. La cámara avanzada para encuestas del Hubble mostró que las estrellas se agrupan cerca del centro de Omega Centauri, como lo demuestra el aumento gradual de la luz estelar cerca del centro. Usando instrumentos en el Observatorio Gemini para medir la velocidad de las estrellas que se arremolinan en el núcleo del cúmulo, E. Noyola y sus colegas encontraron que las estrellas más cercanas al núcleo se mueven más rápido que las estrellas más lejanas. Esta medida se interpretó en el sentido de que la materia invisible en el núcleo está interactuando gravitacionalmente con las estrellas cercanas. Al comparar estos resultados con modelos estándar, los astrónomos concluyeron que la causa más probable era la atracción gravitacional de un objeto denso y masivo como un agujero negro. Calcularon la masa del objeto en 40.000 masas solares.
Sin embargo, un trabajo más reciente ha desafiado estas conclusiones, en particular, disputando la ubicación propuesta del centro del cúmulo. Los cálculos que utilizaron una ubicación revisada para el centro encontraron que la velocidad de las estrellas del núcleo no varía con la distancia, como se esperaría si estuviera presente un agujero negro de masa intermedia. Los mismos estudios también encontraron que la luz de las estrellas no aumenta hacia el centro, sino que permanece relativamente constante. Los autores señalaron que sus resultados no descartan por completo el agujero negro propuesto por Noyola y sus colegas, pero no lo confirman, y limitan su masa máxima a 12.000 masas solares.
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