Un agujero negro supermasivo casi récord descubierto en un área escasa del universo local indica que estos objetos monstruosos, este equivalente a 17 mil millones de soles, pueden ser más comunes de lo que se pensaba, según la Universidad de California, Berkeley,astrónomos
Hasta ahora, los agujeros negros supermasivos más grandes, aquellos con masas alrededor de 10 mil millones de veces la de nuestro sol, se han encontrado en los núcleos de galaxias muy grandes en regiones cargadas con otras galaxias grandes. El poseedor del récord actual, descubierto enComa Cluster por el equipo de UC Berkeley en 2011, inclina la escala a 21 mil millones de masas solares y figura en el Libro Guinness de los Récords.
El agujero negro recién descubierto está en una galaxia, NGC 1600, en la parte opuesta del cielo del Coma Cluster en un desierto relativo, dijo el líder del equipo de descubrimiento, Chung-Pei Ma, profesor de astronomía de UC Berkeleyy director de MASSIVE Survey, un estudio de las galaxias y agujeros negros más masivos del universo local con el objetivo de comprender cómo se forman y se vuelven supermasivos.
Si bien es de esperar que se encuentre un gigantesco agujero negro en una galaxia masiva en un área abarrotada del universo, como cruzar un rascacielos en Manhattan, parecía menos probable que se pudieran encontrar en las pequeñas ciudades del universo.
"Los grupos ricos de galaxias como el Cúmulo de Coma son muy, muy raros, pero hay bastantes galaxias del tamaño de NGC 1600 que residen en grupos de galaxias de tamaño medio", dijo Ma. "Entonces la pregunta ahora es: '¿Es esta la punta de un iceberg? 'Tal vez hay muchos más agujeros negros de monstruos que no viven en un rascacielos en Manhattan, sino en un edificio alto en algún lugar de las llanuras del medio oeste ".
Si bien se estimó que el agujero negro descubierto en 2011 en la galaxia NGC 4889 en el Coma Cluster tenía un límite superior de 21 mil millones de masas solares, su rango de masas posibles era grande: entre 3 mil millones y 21 mil millones de soles.la estimación de mil millones de masas solares para el agujero negro central en NGC 1600 es mucho más precisa, con un rango desviación estándar de 15.5 a 18.5 mil millones de masas solares.
Curiosamente, las estrellas alrededor del centro de NGC 1600 se mueven como si el agujero negro fuera binario. Se espera que los agujeros negros binarios sean comunes en las galaxias grandes, ya que se cree que las galaxias crecen al fusionarse con otras galaxias, cada una de las cualespresumiblemente traería consigo un agujero negro central. Estos agujeros negros probablemente se hundirían en el núcleo de la galaxia nueva y más grande y, después de una danza orbital, se fusionarían con la emisión de ondas gravitacionales. La Antena Espacial Interferómetro Láser Evolucionado propuesta, o eLISA, está diseñado para detectar ondas gravitacionales producidas por la fusión de agujeros negros masivos, mientras que otros grupos están buscando evidencia de ondas gravitacionales de fusiones de agujeros negros masivos en fallas de nanosegundos en los destellos de pulsos de milisegundos.
Ma y sus colegas informarán sobre el descubrimiento del agujero negro, que se encuentra a unos 200 millones de años luz de la Tierra en la dirección de la constelación Eridanus, en la edición del 6 de abril de la revista Naturaleza .
En busca de restos de cuásar
Los agujeros negros se forman cuando la materia se vuelve tan densa que ni siquiera la luz puede escapar de su atracción gravitacional. En el universo primitivo, cuando el gas era abundante, un puñado de voraces agujeros negros se volvieron extremadamente masivos al tragarlos, emitiendo inmensas cantidades deenergía. Mirando hacia atrás en el tiempo al universo distante, estos agujeros negros supermasivos aparecen como cuásares muy brillantes. Sin embargo, a medida que los astrónomos miran más de cerca a la Tierra, ven galaxias con poco gas, ya se ha convertido en estrellas, y no en cuásares.Sin embargo, la mayoría de estas galaxias locales pueden albergar viejos quásares en sus núcleos. Ma dice que los monstruosos agujeros negros que su equipo descubrió en 2011 en NGC 4889 y NGC 3842, cada uno con un peso de unos 10 mil millones de masas solares, pueden ser quásares inactivos.
Debido a que NGC 1600 es una antigua galaxia con poca formación de estrellas nuevas, Ma sospecha que también puede albergar un antiguo cuásar que una vez brilló intensamente pero ahora está dormido. Sería el primero descubierto en una región escasamente poblada del localuniverso, dijo ella
"Los cuásares más brillantes, que probablemente albergan los agujeros negros más masivos, no necesariamente tienen que vivir en las regiones más densas del universo", dijo. "NGC 1600 es el primer agujero negro muy masivo que vive fuera de un entorno rico"en el universo local, y podría ser el primer ejemplo de un descendiente de un cuásar muy luminoso que tampoco vivía en un sitio privilegiado "
La Encuesta MASIVA fue financiada en 2014 por la National Science Foundation para pesar las estrellas, la materia oscura y los agujeros negros centrales de las 100 galaxias cercanas más masivas: las más grandes de 300 mil millones de masas solares y dentro de 350 millones de años luz de la Tierra, una región que contiene millones de galaxias. Entre sus objetivos está encontrar a los descendientes de los cuásares luminosos que pueden estar durmiendo sin sospechar en grandes galaxias cercanas.
El agujero negro supermasivo encontrado en NGC 1600 es uno de los primeros éxitos del proyecto, demostrando el valor de una búsqueda sistemática del cielo nocturno en lugar de mirar solo en áreas densas como las ocupadas por grandes cúmulos de galaxias, como elGrupos de Coma y Virgo. Los nuevos hallazgos combinan datos de imágenes del Telescopio Espacial Hubble y espectros tomados por el Telescopio Gemini en Hawai y el Observatorio McDonald en Texas.
Según los espectros de Géminis del centro de NGC 1600, la mayoría de las estrellas dentro de la esfera de influencia del agujero negro, una región de aproximadamente 3.000 años luz de radio, viajan en órbitas circulares alrededor del agujero negro, con muypocos se mueven radialmente hacia adentro o hacia afuera. Es como si las estrellas en órbitas radiales hacia el agujero negro hubieran sido arrojadas, dijo Ma.
Este sería el caso solo si las estrellas más cercanas se dispersaran de un par de agujeros negros y se alejaran, al igual que la NASA dispara sondas espaciales alrededor de otros planetas para moverlas más rápidamente a través del sistema solar.
La esfera de influencia del agujero negro, la región dentro de la cual la gravedad debido al agujero negro vence a la de las estrellas visibles, es mucho más grande que el horizonte de eventos, el punto de no retorno, que sería aproximadamente ochoveces el tamaño de la órbita de Plutón para el agujero negro NGC1600.
"De alguna manera, las estrellas han sido asustadas lejos del centro de galaxias muy masivas, y tenían miedo de entrar o entrar y ser expulsadas", dijo Ma. Las órbitas estelares alrededor del centro de NGC 1600 indican que esto último, que "puede ser soporte para un agujero negro binario formado por una fusión"
agujeros negros binarios y limpieza del núcleo
Debido a que las estrellas arrojadas por un agujero negro binario absorben energía del par en órbita, las dos se acercan y finalmente se fusionan. Si NGC 1600 contiene un agujero negro binario con una masa combinada de 17 mil millones de soles, orbitando una fracción de unCon un año luz de diferencia, las matrices de temporización de púlsar en curso tienen la posibilidad de captar las ondas gravitacionales emitidas, dijo Ma.
NGC 1600 sugiere que una característica clave de una galaxia con agujeros negros binarios en su núcleo es que la región central sin estrellas tiene el mismo tamaño que la esfera de influencia del par de agujeros negros centrales, dijo Ma. Imágenes tomadas porel telescopio espacial Hubble reveló que el centro de NGC 1600 es inusualmente débil, lo que indica una falta de estrellas cercanas al agujero negro. La falta de estrellas cercanas al centro galáctico distingue las galaxias masivas de las galaxias elípticas estándar, que son mucho más brillantes en sus núcleos.
"Una huella dinámica de un agujero negro binario es la limpieza del núcleo", dijo Ma.
Esta firma ayudará a Ma y sus colegas a refinar la Encuesta MASIVA y a encontrar más rápidamente los agujeros negros supermasivos en las proximidades de la Tierra.
Los coautores de Ma son el primer autor Jens Thomas del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, Alemania; el ex estudiante de doctorado de UC Berkeley Nicholas McConnell y John Blakeslee del Observatorio Astrofísico Dominion en Victoria, Columbia Británica; ex profesor visitante de MillerJenny Greene de la Universidad de Princeton y Ryan Janish del Departamento de Física de UC Berkeley.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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