Agujeros negros "supervivientes" pueden ser de tamaño medio

Astrónomos han encontrado evidencia de la existencia de dos agujeros negro de masa intermedia en la galaxia M82.

Esta imagen compuesta de la cercana galaxia starburst ^[1] M82 muestra los datos del Observatorio Chandra de rayos-X en azul, los datos ópticos del Telescopio Espacial Hubble en verde y naranja y los datos infrarrojos del Telescopio Espacial Spitzer en rojo. El recuadro es una imagen de Chandra que muestra la región central de la galaxia y contiene dos brillantes fuentes de rayos X identificadas en la versión etiquetada, de especial interés.

Nuevos estudios de Chandra y el XMM-Newton de la ESA demuestran que estas dos fuentes pueden ser agujeros negros de masa intermedia, con una masa entre las variedades de masa estelar y los supermasivos. Estos agujeros negros "supervivientes" evitaron caer en el centro de la galaxia y podrían ser ejemplos de las semillas requeridas para el crecimiento de los agujeros negros supermasivos en galaxias, incluyendo el de la Vía Láctea.

Este es el primer caso en el que se tienen buenas pruebas de más de un agujero negro de tamaño intermedio en una única galaxia. Las evidencias proceden de sus emisiones de rayos X, que varían con el tiempo, y del análisis del brillo y espectro de los mismos, es decir, la distribución de rayos X con la energía.

Uno de los agujeros negros (conocido como X42.3+59) está situado a una distancia de 290 años-luz del centro de M82 y su masa se estima entre 12.000 y 43.000 veces la del Sol. A esta distancia tan cercana, si el agujero negro nació a la vez que la galaxia y su masa era más de unas 30.000 masas solares, probablemente podría haber sido arrastrado al centro de la galaxia. Es decir, puede haber escapado por los pelos de caer en el agujero negro supermasivo que presumiblemente se sitúa en el centro de M82.

El segundo agujero negro (llamado X41.4+60) está situado a 600 años-luz del centro de M82. El mejor modelo para este agujero negro de M82 tiene una masa de entre 200 y 800 veces la del Sol, y está inclinado en un ángulo de unos 60 a 80 grados, lo que significa que el disco se ve casi de lado. No obstante, debido a los efectos relativistas de un agujero negro de giro rápido con esta masa, el disco visto con una alta inclinación es casi tan brillante como visto con una inclinación baja (es decir, de cara).

Estos resultados son interesantes debido a que pueden ayudar a abordar el misterio de cómo se forman los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias. M82 está situada a aproximadamente 12 millones de años-luz de la Tierra y es el lugar más cercano a nosotros donde las condiciones son similares a las del joven universo, con grandes cantidades de estrellas en formación.

Se han realizado múltiples observaciones de M82 con Chandra, iniciándose poco después del lanzamiento. Los datos de Chandra mostrados aquí no se usaron en la nueva investigación debido a que las fuentes de rayos X son tan brillantes que introducen algo de distorsión en el espectro de rayos X. Para combatir esto, se está cambiando la orientación de Chandra de forma que las imágenes de las fuentes estén deliberadamente borrosas, produciendo menos en cada píxel.

Nota:
[1] Una galaxia "starburst" es una galaxia con una tasa excepcionalmente alta de formación estelar, en comparación con la tasa de formación estelar común de la mayoría de las galaxias.

Fuente