Hace tres años, un equipo liderado por la Universidad de Utah descubrió que una galaxia enana ultracompacta contenía un agujero negro supermasivo, luego la galaxia más pequeña conocida que albergaba un agujero negro tan gigante. Los hallazgos sugirieron que los enanos probablemente eran restos pequeñosde galaxias más grandes que fueron despojadas de sus capas externas después de colisionar con otras galaxias más grandes.
Ahora, el mismo grupo de astrónomos y colegas de la U han encontrado otras dos galaxias enanas ultracompactas con agujeros negros supermasivos. Juntos, los tres ejemplos sugieren que los agujeros negros acechan en el centro de la mayoría de estos objetos, duplicando potencialmente el número deagujeros negros supermasivos conocidos en el universo. Los agujeros negros constituyen un alto porcentaje de la masa total de las galaxias compactas, apoyando la teoría de que los enanos son restos de galaxias masivas que fueron destrozadas por galaxias más grandes.
"Todavía no entendemos completamente cómo se forman y evolucionan las galaxias con el tiempo. Estos objetos pueden decirnos cómo las galaxias se fusionan y colisionan", dice Chris Ahn, candidato al doctorado en el Departamento de Física y Astronomía, y autor principal del estudio internacionalestudio que publicó el lunes en El diario astrofísico . "Tal vez una fracción de los centros de todas las galaxias son en realidad estas galaxias compactas despojadas de sus partes externas".
Medición de galaxias
Los autores midieron dos galaxias enanas ultracompactas, llamadas VUCD3 y M59cO, que se encuentran mucho más allá de los brazos espirales de nuestra Vía Láctea, orbitando galaxias masivas en el cúmulo de galaxias de Virgo. Detectaron un agujero negro supermasivo en ambas galaxias; el negro de VUCD3El agujero tiene una masa equivalente a 4,4 millones de soles, que representan aproximadamente el 13 por ciento de la masa total de la galaxia, y el agujero negro de M59cO tiene una masa de 5,8 millones de soles, que representan aproximadamente el 18 por ciento de su masa total.
En comparación, el monstruoso agujero negro en el centro de la Vía Láctea tiene una masa de 4 millones de soles, pero representa menos del 0,01 por ciento de la masa total de la galaxia.
"Es bastante sorprendente cuando realmente lo piensas. Estas enanas ultracompactas tienen alrededor del 0,1 por ciento del tamaño de la Vía Láctea, pero albergan agujeros negros supermasivos que son más grandes que el agujero negro en el centro de nuestra propia galaxia,"maravillas Ahn.
Para calcular la masa de las galaxias enanas ultracompactas, los astrónomos midieron el movimiento de las estrellas utilizando el telescopio Gemini North ubicado en el volcán Mauna Kea en Hawai. Los astrónomos deben corregir las distorsiones causadas por la atmósfera de la Tierra. Dispararon unláser en el cielo para hacer una pequeña estrella falsa, y movió un espejo cientos de veces por segundo para deshacer la distorsión. Luego aplicaron la técnica a las galaxias enanas ultracompactas, que son tan pequeñas que las correcciones son necesarias para medirlos movimientos dentro del objeto. La técnica, conocida como óptica adaptativa, enfoca la galaxia una vez borrosa.
También analizaron imágenes del telescopio espacial Hubble para medir la distribución de las estrellas en cada galaxia y crearon una simulación por computadora que mejor se ajustaba a sus observaciones.
Descubrieron que el movimiento de las estrellas en el centro de las galaxias se movía mucho más rápido que las del exterior, una firma clásica de un agujero negro. VUCD3 y M59cO son la segunda y tercera galaxias enanas ultracompactas que contienen unaagujero negro supermasivo, lo que sugiere que todos estos enanos pueden albergar objetos succionadores de luz igualmente masivos.
misterios de galaxias enanas ultracompactas
Los astrónomos descubrieron galaxias enanas ultracompactas a fines de la década de 1990. Los objetos están formados por cientos de millones de estrellas densamente agrupadas en un promedio de 100 años luz de diámetro. Los científicos tomaron medidas para ver qué sucedía dentro de las galaxias, yalgo no cuadraba; las galaxias enanas ultracompactas tenían más masa de la que sus estrellas podrían explicar. El autor principal, Anil Seth, profesor asistente en el Departamento de Física y Astronomía de la U, dirigió el estudio de 2014 que encontró el primergalaxia enana ultracompacta con un agujero negro supermasivo. Los dos estudios dirigidos en U demuestran que los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias son responsables de la masa extra.
Una teoría alternativa de los enanos es que son sólo cúmulos estelares realmente masivos: grupos de cien mil estrellas nacidas al mismo tiempo. El cúmulo estelar más grande en la Vía Láctea son tres millones de estrellas y galaxias enanas ultracompactasson de 10 a 100 veces más grandes que eso ". La pregunta era: '¿Es porque forman cúmulos estelares más grandes con el mismo proceso? ¿O son diferentes de alguna manera?' Este trabajo muestra que son diferentes", continúa Seth.
"Es obvio en retrospectiva, porque el centro de una galaxia normal se ve casi exactamente como estos objetos, pero eso no era lo que la mayoría de la gente pensaba que eran. No estaba convencido de que íbamos a encontrar un agujero negro cuando yotomó las observaciones ", dice Seth." Este es un buen ejemplo de descubrimiento científico y qué tan rápido puede reorientar nuestra comprensión del universo ".
agujeros negros y la formación de galaxias
Los agujeros negros son áreas con una gravedad tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Se forman cuando las estrellas colapsan, dejando un agujero negro con una masa densa que ejerce una fuerza gravitacional sobre los objetos que lo rodean. Los agujeros negros supermasivos tienen una masa de más de1 millón de soles, y se cree que están en el centro de todas las grandes galaxias.
Una explicación para el agujero negro supermasivo dentro de las galaxias enanas ultracompactas es que las galaxias alguna vez estuvieron formadas por miles de millones de estrellas. Los autores creen que los enanos fueron "tragados" y destrozados por la gravedad de galaxias mucho más grandesEl agujero negro enano ultracompacto es el remanente de su tamaño anteriormente masivo. Los hallazgos cambian la forma en que los astrónomos pueden reconstruir cómo se forman y evolucionan las galaxias con el tiempo.
"Sabemos que las galaxias se fusionan y combinan todo el tiempo, así es como evolucionan las galaxias. Nuestra Vía Láctea se está comiendo galaxias mientras hablamos", dice Seth. "Nuestra imagen general de cómo se forman las galaxias es que las pequeñas galaxias se fusionan para formarsegrandes galaxias. Pero tenemos una imagen realmente incompleta de eso. Las galaxias enanas ultracompactas nos proporcionan una línea de tiempo más larga para poder ver lo que sucedió en el pasado ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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