Los astrónomos encuentran un agujero negro supermasivo rebelde, expulsado por una colisión galáctica
Cuando las galaxias chocan, puede producirse todo tipo de caos. Aunque el proceso lleva millones de años, la fusión de dos galaxias puede resultar en Agujeros negros supermasivos (SMBH, que residen en sus centros) fusionándose y haciéndose aún más grandes. También puede resultar en que las estrellas sean expulsadas de sus galaxias, enviándolas e incluso sus sistemas de planetas en el espacio como ' estrellas rebeldes “.
Pero según un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de astrónomos, parece que en algunos casos, las SMBH también podrían ser expulsadas de sus galaxias después de que se produzca una fusión. Usando datos de Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y otros telescopios, el equipo detectó lo que podría ser un 'agujero negro supermasivo renegado' que se aleja de su galaxia.
Según el estudio del equipo, que apareció en elDiario astrofísicobajo el título Un potencial agujero negro supermasivo en retroceso, CXO J101527.2 + 625911 - El agujero negro renegado se detectó a una distancia de unos 3.900 millones de años luz de la Tierra. Parece haber venido del interior de una galaxia elíptica y contiene el equivalente a 160 millones de veces la masa de nuestro Sol.
Datos del Hubble que muestran los dos puntos brillantes cerca del centro de la galaxia. Crédito: NASA / CXC / NRAO / D.-C.Kim / STScI
El equipo encontró este agujero negro mientras buscaba a través de miles de galaxias evidencia de agujeros negros que mostraran signos de estar en movimiento. Esto consistió en examinar los datos obtenidos por el telescopio de rayos X Chandra en busca de fuentes de rayos X brillantes, una característica común de las SMBH de rápido crecimiento, que se observaron como parte del Encuesta Sloan Digital Sky (SDSS).
Luego observaron los datos del Hubble de todas estas galaxias brillantes de rayos X para ver si revelarían dos picos brillantes en el centro de alguna. Estos picos brillantes serían una indicación reveladora de la presencia de un par de agujeros negros supermasivos o de que un agujero negro en retroceso se aleja del centro de la galaxia. Por último, los astrónomos examinaron los datos espectrales de SDSS, que muestran cómo varía la cantidad de luz óptica con la longitud de onda.
A partir de todo esto, los investigadores encontraron invariablemente lo que consideraron un buen candidato para un agujero negro renegado. Con los datos de ayuda del SDSS y el Telescopio keck en Hawái, determinaron que este candidato estaba ubicado cerca del centro de su galaxia, pero visiblemente desplazado. También notaron que tenía una velocidad diferente a la de la galaxia, propiedades que sugerían que se estaba moviendo por sí misma.
La siguiente imagen, que se generó a partir de datos del Hubble, muestra los dos puntos brillantes cerca del centro de la galaxia. Mientras que el de la izquierda estaba ubicado dentro del centro, el de la derecha (el SMBH renegado) estaba ubicado a unos 3.000 años luz del centro. Entre los datos ópticos y de rayos X, todos los indicios apuntaban a que se trataba de un agujero negro que fue expulsado de su galaxia.
La fuente de rayos X brillante detectada con Chandra (izquierda) y los datos obtenidos del SDSS y el telescopio Keck en Hawái. Crédito: NASA / CXC / NRAO / D.-C.Kim / STScI
En términos de lo que pudo haber causado esto, el equipo aventuró que el agujero trasero podría haber 'retrocedido' cuando dos SMBH más pequeños chocaron y se fusionaron. Esta colisión habría generado ondas gravitacionales que luego podrían haber empujado al agujero negro fuera del centro de la galaxia. Además, se aventuraron a decir que el agujero negro podría haberse formado y puesto en movimiento por la colisión de dos agujeros negros más pequeños.
Otra posible explicación es que dos SMBH están ubicados en el centro de esta galaxia, pero uno de ellos no está produciendo radiación detectable, lo que significaría que está creciendo demasiado lento. Sin embargo, los investigadores favorecen la explicación de que lo que observaron fue un agujero negro renegado, ya que parece ser más consistente con la evidencia. Por ejemplo, su estudio mostró signos de que la galaxia anfitriona estaba experimentando alguna perturbación en sus regiones exteriores.
Esta es una posible indicación de que la fusión entre las dos galaxias ocurrió en un pasado relativamente reciente. Dado que se cree que las fusiones SMBH ocurren cuando sus galaxias anfitrionas se fusionan, esta reserva favorece la teoría renegada del agujero negro. Además, los datos mostraron que en esta galaxia, las estrellas se estaban formando a un ritmo elevado. Esto concuerda con las simulaciones por computadora que predicen que las galaxias fusionadas experimentan una mayor tasa de formación de estrellas.
Pero, por supuesto, se necesitan investigaciones adicionales antes de poder llegar a conclusiones. Mientras tanto, es probable que los hallazgos sean de particular interés para los astrónomos. Este estudio no solo involucra un fenómeno verdaderamente raro, un SMBH que está en movimiento, en lugar de descansar en el centro de una galaxia, sino que las propiedades únicas involucradas podrían ayudarnos a aprender más sobre estas características raras y enigmáticas.
Detección de una llamarada de rayos X inusualmente brillante de Sagitario A *, un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Crédito: NASA / CXC / Stanford / I. Zhuravleva y col.
Por un lado, el estudio de las SMBH podría revelar más sobre la velocidad y la dirección de giro de estos enigmáticos objetos antes de que se fusionen. A partir de esto, los astrónomos podrían predecir mejor cuándo y dónde están a punto de fusionarse las SMBH. El estudio de la velocidad de retroceso de los agujeros negros también podría revelar información adicional sobre las ondas gravitacionales, lo que podría revelar secretos adicionales sobre la naturaleza del espacio-tiempo.
Y, sobre todo, presenciar un agujero negro renegado es una oportunidad para ver algunas fuerzas asombrosas en acción. Suponiendo que las observaciones sean correctas, sin duda habrá estudios de seguimiento diseñados para ver hacia dónde viaja el SMBH y qué efecto está teniendo en el entorno cósmico circundante.
Desde la década de 1970, los científicos han opinado que la mayoría de las galaxias tienen SMBH en su centro. En los años y décadas que siguieron, la investigación confirmó la presencia de agujeros negros no solo en el centro de nuestra galaxia: Sagitario A * - pero en el centro de casi todas las galaxias masivas conocidas. Con una masa que oscila entre cientos de miles y miles de millones de masas solares, estos objetos ejercen una poderosa influencia en sus respectivas galaxias.
Asegúrese de disfrutar de este video, cortesía del Observatorio de Rayos X Chandra:
Otras lecturas: Observatorio de rayos X Chandra , arXiv