Agujeros negros supermasivos revelan una sorprendente pista

Astrónomos de Alemania y Estados Unidos han descubierto una asombrosa correlación que podría proporcionar una importante visión sobre cómo se forman y evolucionan las galaxias.

La galaxia M87.

Científicos han encontrado que cuando mayor es el agujero negro en el centro de una galaxia elíptica, más cúmulos globulares de estrellas tiene la galaxia.

Las galaxias de mayor tamaño, incluyendo la nuestra, tienen un agujero negro supermasivo en su centro. También tienen cúmulos globulares, esferas muy compactas de antiguas estrellas. Pero los cúmulos normalmente caen lejos del centro, por lo que descubrir un vínculo entre ambos es similar a encontrar que la altura del mayor rascacielos de una ciudad encaja con el número de árboles en el campo que la rodea.

"La gente ha tratado de hacer correlaciones entre la masa de los agujeros negros y propiedades obvias", dice Andreas Burkert de la Universidad de Munich. "Y nosotos pensamos: '¿Por qué no intentar hacer algo fuera de esto, donde nadie pensaría que hay una relación?'"

Burkert y Scott Tremaine del Instituto de Estudios Avanzados en Princeton, Nueva Jersey, estudiaron 13 galaxias "por simple diversión", dice. Nueve de ellas eran galaxias elípticas gigantes, incluyendo a M87, la galaxia central en el cúmulo de Virgo. Una galaxia que era un compacto ovillo espiral, y otras tres galaxias S0, que son cruces entre galaxias espirales y elípticas.

Para sorpresa de los científicos, las 13 galaxias obedecían a una correlación entre la masa de sus agujeros negros y el número de cúmulos globulares que tenían una correlación incluso más estrecha que otras correlaciones conocidas relacionadas con la masa del agujero negro.

"Creo que esta correlación nos dice algo fundamental", dice John Kormendy de la Universidad de Texas en Austin, que no estuvo implicado en el trabajo. "Una correlación tan buena sugiere que la formación de cúmulos globulares y el crecimiento de los agujeros negros están conectados". Debido a que los cúmulos globulares y las galaxias elípticas gigantes están hechas de estrellas antiguas, Kormendy dice que el vínculo entre ellas probablemente se originó en condiciones especiales que existieron poco después del Big Bang.

Burkert y Tremaine sugieren que la correlación puede surgir a partir de colisiones galácticas. Cuando colisionan galaxias ricas en gas, éste cae a los agujeros negros centrales, aumentando su masa. Tales colisiones también crean cúmulos globulares, como los que ven los astrónomos en la constelación de Corvus (el cuervo), donde las galaxias espirales conocidas como Las Antenas, están impactando entre sí.

"Esto me parece muy emocionante", dice Jeremiah Ostriker de la Universidad de Princeton, otro astrónomo no implicado en el trabajo. "Puede darnos una pista de cómo se formaron los agujeros negros en el centro de las galaxias".

Ostriker ofrece una teoría distinta para explicar la correlación. Cuando un cúmulo globular gira alrededor de la galaxia, pasa a través de su materia oscura, la cual le roba energía orbital a través de un proceso conocido como fricción dinámica. Finalmente el cúmulo globular cae al agujero negro central de la galaxia, incrementando su masa. De esta forma, dice Ostriker, cuantos más cúmulos globulares tiene una galaxia en su inicio, más quedarán destruídos y mayor será la masa de su agujero negro central, justo lo que han encontrado Burkert y Tremaine.

Burkert y Tremaine dicen que la correlación no es simplemente el reflejo del tamaño de una galaxia o su luminosidad. Por ejemplo M87 tiene un enorme agujero negro con una masa de 6.000 millones de veces la del Sol, y un número igualmente impresionante de cúmulos globulares -nada menos que 15.000- dispersos a lo largo de cientos de miles de años-luz. Por contra, otra galaxia gigante, Fornax A, emite tanta luz como M87, pero su agujero negro central sólo tiene 150 millones de masas solares y su número de cúmulos globulares es de apenas 1.200.

La recién encontrada correlación no se aplica a nuestra galaxia, no obstante, debido a que la Vía Láctea es una espiral poco compactada. Como resultado, su modesto agujero negro de 4 millones de masas solares implica muchos menos cúmulos globulares de los aproximadamente 160 que posee. Por contra, Burkert y Tremaine dicen que la galaxia espiral más compacta Andrómeda, que no fue parte de la muestra original del estudio, obedece a la correlación.

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