Si los astrónomos quieren aprender sobre cómo se forman los agujeros negros supermasivos, tienen que comenzar con algo pequeño, muy pequeño, hablando astronómicamente.
De hecho, un equipo que incluye a la astrónoma Elena Gallo de la Universidad de Michigan descubrió que un agujero negro en el centro de una galaxia enana cercana, llamado NGC 4395, es aproximadamente 40 veces más pequeño de lo que se pensaba anteriormente. Sus hallazgos se publicaron en la revista NatureAstronomía.
Actualmente, los astrónomos creen que los agujeros negros supermasivos se sientan en el centro de cada galaxia tan masiva o más grande que la Vía Láctea. Pero también sienten curiosidad por los agujeros negros en galaxias más pequeñas como NGC 4395. Conociendo la masa deagujero negro en el centro de NGC 4395, y poder medirlo con precisión, puede ayudar a los astrónomos a aplicar estas técnicas a otros agujeros negros.
"La pregunta sigue abierta para las galaxias pequeñas o enanas: ¿Estas galaxias tienen agujeros negros, y si las tienen, se escalan de la misma manera que los agujeros negros supermasivos?", Dijo Gallo. "Responder estas preguntas podría ayudarnos a entender muy bienmecanismo a través del cual estos monstruosos agujeros negros se ensamblaron cuando el universo estaba en su infancia "
Para determinar la masa del agujero negro de NGC, Gallo y sus colegas investigadores emplearon el mapeo de reverberación. Esta técnica mide la masa al monitorear la radiación emitida por lo que se llama un disco de acreción alrededor del agujero negro. Un disco de acreción es una masa de materia recolectada porLa atracción gravitacional de los agujeros negros.
A medida que la radiación viaja hacia afuera desde este disco de acreción, pasa a través de otra nube de material más alejada del agujero negro que es más difusa que el disco de acreción. Esta área se denomina región de línea ancha.
Cuando la radiación golpea el gas en la región de línea ancha, hace que los átomos en ella experimenten una transición. Esto significa que la radiación golpea un electrón fuera de la cubierta de un átomo de hidrógeno, por ejemplo, haciendo que el átomo ocupeun nivel más energético del átomo. Después de que pasa la radiación, el átomo vuelve a su estado anterior. Los astrónomos pueden imaginar esta transición, que parece un destello de brillo.
Al medir cuánto tiempo tarda la radiación del disco de acreción en alcanzar la región de línea ancha y causar estos destellos, los astrónomos pueden estimar qué tan lejos está la región de línea ancha del agujero negro. Usando esta información, pueden calcularla masa del agujero negro.
"Se cree que la distancia depende de la masa del agujero negro", dijo Gallo. "Cuanto más grande es el agujero negro, mayor es la distancia y más tiempo se espera que la luz del disco de acreción llegue a la línea ancharegión."
Utilizando los datos del Observatorio MDM, los astrónomos calcularon que la radiación tardó aproximadamente 83 minutos, más o menos 14 minutos, en llegar a la región de línea ancha desde el disco de acreción. Para calcular la masa del agujero negro, también tuvieron quemiden la velocidad intrínseca de la región de línea ancha, que es la velocidad a la que la nube de la región se mueve bajo la influencia de la gravedad del agujero negro. Para ello, tomaron un espectro de alta calidad con el espectrómetro GMOS en el telescopio GEMINI North.
Al conocer este número, la velocidad de la región de línea ancha, la velocidad de la luz y lo que se llama la constante gravitacional, o una medida de la fuerza gravitacional, los astrónomos pudieron determinar que la masa del agujero negro era aproximadamente 10,000 veces elmasa de nuestro sol: aproximadamente 40 veces más ligera de lo que se pensaba anteriormente. Este es también el agujero negro más pequeño encontrado a través del mapeo de reverberación.
"Este régimen de galaxias enanas está en gran parte inexplorado cuando se trata de las propiedades de sus agujeros negros nucleares", dijo Gallo. "Ni siquiera sabemos si cada galaxia tiene un agujero negro. Esto agrega un nuevo miembro a la familiade agujeros negros sobre los que tenemos información "
Esta información también podría ayudar a los astrónomos a comprender cuánto más grandes agujeros negros forman las galaxias que ocupan. Un campo llamado retroalimentación de agujeros negros explora cómo los agujeros negros afectan las propiedades de sus galaxias anfitrionas a escalas mucho más grandes de lo que debería alcanzar su atracción gravitacional.
"No hay ninguna razón por la cual las estrellas que viven en órdenes de magnitud más grandes que el área donde domina la gravedad del agujero negro deberían saber que hay un agujero negro en su galaxia, pero de alguna manera lo hacen", dijo Gallo. "Los agujeros negros de alguna manera dan forma alviven en escalas muy grandes, y debido a que no sabemos mucho sobre las galaxias más pequeñas con sus agujeros negros más pequeños, no sabemos si eso es cierto hasta el fondo. Con esta medición, podemos agregar más información a estorelación."
Este resultado surgió de una asociación entre UM Astronomy y el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Nacional de Seúl. Las observaciones se realizaron en el observatorio GEMINI North en Hawai y el Observatorio MDM en Arizona. GEMINI es operado por una asociación entre los EstadosEstados, Canadá, Chile, Brasil, Argentina y Corea.
MDM es propiedad y está operado por UM, Dartmouth College, Ohio State University, Ohio University y Columbia University. Los autores del estudio incluyen a Jong-Hak Woo, Hojin Cho, Jaejin Shin y Donghoon Son de la Universidad Nacional de Seúl; Edmund Hodges-Kluck de UM, NASA y la Universidad de Maryland; Huynh Anh N. Le de la Universidad Nacional de Seúl y la Universidad de Ciencia y Tecnología de China; y John Horst de la Universidad Estatal de San Diego.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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