Esta imagen simulada por computadora muestra un agujero negro supermasivo en el corazón de una galaxia. La región negra en el centro representa el horizonte de eventos de agujero negro donde la luz no puede escapar del agarre gravitatorio del objeto masivo. La poderosa gravedad del agujero negro distorsiona el espacio al rededor del mismo como en una casa de los espejos. Crédito: NASA/ESA/D. Coe, J. Anderson, y R. van der Marel (STScI)
Astrónomos han encontrado un agujero negro supermasivo con una masa equivalente a 17 mil millones de soles (valor cercano al record actual), en un lugar hasta ahora improbable del espacio, en el centro de una galaxia en un área poco poblada del universo. Las observaciones realizadas por el telescopio Hubble de la NASA y el telescopio Gemini en Hawái podrían indicar que estos objetos “monstruosos” podrían ser más comunes de lo que se pensaba.
Hasta ahora los agujeros negros supermasivos más grandes -aquellos con masas cercanas o equivalentes a 10 mil millones de veces la masa de nuestro Sol- se han encontrado en núcleos de galaxias grandes en regiones del universo “llenas” de otras galaxias de gran tamaño. De hecho, el record actual “inclina la balanza” hacia las 21 mil millones de masas solares y se encuentra en el poblado Cúmulo de Coma, que consiste en un grupo de cerca de 1,000 galaxias.
“El recientemente descubierto agujero negro de enormes proporciones se encuentra en el centro de una galaxia elíptica masiva, NGC 1600, localizada en un lugar apartado del cosmos, en un grupo de aproximadamente 20 galaxias”, ha dicho Chung-Pei Ma astrónoma en la Universidad de California en Berkeley. Mientras que encontrar un agujero negro gigante en una galaxia masiva en un lugar poblado del espacio es algo común -como encontrarse con un rascacielos en Manhattan- encontrar uno en los “pueblos” pequeños del universo parecía poco probable.
“Hay pocas galaxias del tamaño de NGC 1600 que residen en un grupo de galaxias de tamaño promedio”, dijo Ma. “Nosotros estimamos que estos grupos pequeños son 50 veces más abundantes que el espectacular Cúmulo de Coma. Así que la pregunta ahora es ‘¿Es esta la punta del iceberg?’. Quizá hayan más agujeros negros gigantescos que no viven en un rascacielos en Manhattan sino en un edificio alto en algún lugar de las llanuras del medio oeste”.
Los investigadores también fueron sorprendidos por el hecho de descubrir que este agujero negro es 10 veces más masivo que lo que se había predicho para una galaxia de esta masa. Basándose en revisiones previas de agujeros negros realizadas por el Hubble, los astrónomos habían desarrollado una correlación entre la masa de los agujeros negros y la masa del grupo central de estrellas (bulbo galáctico) de la galaxia huésped, entre más grande el bulbo galáctico, el agujero negro sería proporcionalmente más masivo. Sin embargo, para la galaxia NGC 1600, la masa del agujero negro supera, por mucho, la masa del relativamente escaso bulbo. “Parece que esta relación no funciona muy bien con agujeros negros extremadamente masivos, pues estos corresponden a una fracción mayoritaría de la masa de la galaxia”, aseguró Ma.
Ma y sus colegas reportaron el descubrimiento de este agujero negro, que se encuentra localizado a 200 millones de años luz de la tierra en la dirección de la constelación Eridanus, en la edición del 6 de Abril de la revista Nature.
Una idea para explicar el tamaño de este agujero negro es que este pudo haberse unido con otro hace algún tiempo cuando las interacciones de la galaxia eran más frecuentes. Cuando dos galaxias se unen, sus dos agujeros negros centrales se establecen en el núcleo de la nueva galaxia y empiezan a orbitar uno alrededor del otro. Las estrellas que están cerca del agujero negro binario, dependiendo de su velocidad y trayectoria, pueden robarle momento al par que gira, adquiriendo la velocidad suficiente para escapar del núcleo de la galaxia. Su interacción gravitacional hace que los agujeros negros se acerquen lentamente hasta unirse, formando, eventualmente, un agujero negro de mayor tamaño. El agujero negro supermasivo continúa creciendo, engullendo gas canalizado al núcleo por las colisiones entre las galaxias. “Para ser así de masivo, el agujero negro tuvo que haber tenido una fase ‘voraz’ en la que devoró grandes cantidades de gas”, afirma Ma.
Las “comidas” frecuentemente consumidas por NGC 1600 podrían ser también la razón por la cual la galaxia reside en un pequeño “pueblo” con pocas galaxias alrededor. La galaxia NGC 1600 es la dominante en su grupo de galaxias, y a su vez, es al menos 3 veces más brillante que sus vecinas. “Otros grupos de galaxias similares a este raramente tienen una brecha tan grande entre la luminosidad de la galaxia más brillante y la segunda más luminosa”, asegura Ma.
La mayor cantidad del gas de la galaxia fue consumido tiempo atrás cuando el agujero negro brillaba como un cuásar brillante por el material que fluía hacia él y que a su vez era calentado en plasma brillante. “Ahora, el agujero negro es un gigante dormido”, dice Ma. “La única manera en la que pudimos encontrarlo fue midiendo las velocidades de las estrellas cercanas al mismo, que a su vez están fuertemente influenciadas por la gravedad del agujero negro. Las mediciones de la velocidad nos dan un estimado de la masa total del agujero negro”.
Las mediciones de velocidad se realizaron usando el espectrógrafo Gemini Multi Object (GMOS por sus siglas en inglés), del telescopio Gemini North de 8 metros ubicado en Mauna Kea en Hawaí. El GMOS diseccionó espectroscópicamente la luz del centro de la galaxia, revelando la existencia de estrellas a 3000 años luz del núcleo. Algunas de estas estrellas están girando alrededor del agujero negro, evitando encuentros cercanos. Sin embargo, hay estrellas que se mueven en línea recta desde el centro hacia el exterior, lo que sugiere que han estado cerca al centro y que han sido lanzadas hacia afuera, probablemente por el sistema binario de agujeros negros.
Imágenes de archivo del Hubble, tomadas por el espectrómetro Near infrared Camera and Multi Object (NICMOS), respaldan la idea de agujeros negros en un sistema binario lanzando estrellas lejos del mismo. Las imágenes reveladas por el NICMOS revelaron que el centro de la galaxia estaba inusualmente poco poblado. Un núcleo lleno de estrellas es lo que diferencia a las galaxias masivas de las galaxias elípticas estándar, las cuales son mucho más brillantes en sus centros. Ma y sus colegas estimaron que la cantidad de estrellas lanzadas fuera de la región central es igual a 40 mil millones de soles, algo comparable a eyectar todo el disco de nuestra galaxia.
Fuente: Astronomy
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