Los astrónomos descubren un agujero negro raro ‘diferente a cualquier otro’

Se ha encontrado un raro agujero negro de «eslabón perdido» en el gran vecino galáctico más cercano de la Vía Láctea, según revela un nuevo estudio.

Los astrónomos dicen que el agujero negro tiene una «masa intermedia» y es el tercer tipo raro de agujero negro que ha salido a la luz recientemente.

Descrito como «diferente a cualquier otro», el agujero negro se encontró en un cúmulo estelar llamado B023-G078 en la galaxia de Andrómeda.

También conocida como Messier 31 o M31, Andrómeda es la gran galaxia espiral más cercana a nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Este agujero negro recién descubierto tiene una masa 100.000 veces mayor que nuestro Sol, lo que lo hace más pequeño que los agujeros negros que se encuentran en el centro de las galaxias (agujeros negros supermasivos), pero más grande que los agujeros negros que nacen cuando las estrellas explotan (agujeros negros estelares).

Una teoría es que los agujeros negros de masa intermedia podrían ser las semillas de las que crecen los agujeros negros supermasivos.

El agujero negro se encontró escondido dentro de B023-G078, un enorme cúmulo estelar en Andrómeda con una masa solar de 6,2 millones. El panel izquierdo muestra una imagen de campo amplio de M31 con el cuadro rojo y un recuadro que muestra la ubicación y la imagen de B023-G78 donde se encontró el agujero negro.

Andrómeda es la galaxia principal más cercana a nuestra galaxia, la Vía Láctea. La luz difusa de Andrómeda es causada por los cientos de miles de millones de estrellas que la componen. Las varias estrellas distintas que rodean la imagen de Andrómeda son en realidad estrellas en nuestra galaxia que están muy por delante del objeto de fondo.

Los tres tipos de agujero negro

Estelar: De cinco a varias decenas de masas solares

Masa intermedia: 100 a 100.000 masas solares

supermasivo: Millones a miles de millones de masas solares

El nuevo estudio, publicado en El diario astrofísicose basó en datos del espectrógrafo de campo integral de infrarrojo cercano (NIFS) en el telescopio Gemini North en Hawai.

Los astrónomos miden la masa de un agujero negro siguiendo el movimiento del gas y el polvo que se arremolinan a su alrededor.

Esto se puede hacer en muchas longitudes de onda, por ejemplo, midiendo las posiciones de las estrellas que orbitan cerca de un agujero negro en longitudes de onda ópticas.

El autor del estudio, Anil Seth, profesor asociado de astronomía en la Universidad de Utah, dijo que el hallazgo llena un vacío entre los agujeros negros muy grandes y los muy pequeños que se sabe que existen.

«Tenemos muy buenas detecciones de los agujeros negros de masa estelar más grandes de hasta 100 veces el tamaño de nuestro sol y agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias que son millones de veces el tamaño de nuestro sol», dijo.

“Pero no hay ninguna medida de negro entre estos, eso es una gran brecha. Este descubrimiento llena el vacío.

El estudio se basó en datos del espectrógrafo de campo integral de infrarrojo cercano (NIFS, en la foto) en el telescopio Gemini North en Hawái.

En el lado derecho de esta imagen se muestra el Observatorio Gemini en la cima del volcán Mauna Kea. En el fondo está el telescopio Canada France Hawaii

CÚMULOS DE ESTRELLAS

Como sugiere el nombre, los cúmulos de estrellas son grupos de cientos a millones de estrellas que comparten un origen común, todas unidas gravitacionalmente durante varios miles de millones de años.

Hay dos tipos de cúmulos estelares: abiertos y globulares. Los cúmulos globulares son bolas densas de alrededor de un millón de estrellas antiguas, todas unidas por la gravedad. Los cúmulos abiertos son mucho más jóvenes y pequeños que los cúmulos globulares.

Según los expertos de la Universidad de Penn State, los cúmulos abiertos suelen tener unas pocas decenas de millones o cientos de millones de años, mientras que los cúmulos globulares suelen tener entre 12 000 y 13 000 millones de años.

El agujero negro se encontró escondido dentro de B023-G078, un enorme cúmulo estelar en Andrómeda con una masa solar de 6,2 millones.

Durante mucho tiempo se pensó que era un cúmulo estelar globular, pero los investigadores argumentan que B023-G078 es, en cambio, un núcleo desnudo, un remanente de una pequeña galaxia que cayó en una más grande y sus estrellas exteriores fueron despojadas por las fuerzas gravitatorias.

Lo que queda atrás es un núcleo diminuto y denso que orbita alrededor de la galaxia más grande y en el centro de ese núcleo, un agujero negro.

«Anteriormente, encontramos grandes agujeros negros dentro de núcleos desnudos masivos que son mucho más grandes que B023-G078», dijo la autora principal, Renuka Pechetti, de la Universidad John Moores de Liverpool.

“Sabíamos que debe haber agujeros negros más pequeños en núcleos desnudos de menor masa, pero nunca ha habido evidencia directa.

«Creo que este es un caso bastante claro de que finalmente hemos encontrado uno de estos objetos».

Un cúmulo globular tiene un perfil de luz característico que tiene la misma forma cerca del centro que en las regiones exteriores.

Pero B023-G078 es diferente: la luz en el centro es redonda y luego se vuelve más plana al moverse hacia afuera.

La composición química de las estrellas también cambia, con más elementos pesados ​​en las estrellas del centro que en las que están cerca del borde del objeto.

«Los cúmulos de estrellas globulares se forman básicamente al mismo tiempo», dijo el profesor Seth.

«Por el contrario, estos núcleos despojados pueden tener episodios de formación repetidos, en los que el gas cae en el centro de la galaxia y forma estrellas.

‘Y otros cúmulos de estrellas pueden ser arrastrados hacia el centro por las fuerzas gravitatorias de la galaxia.

“Es una especie de vertedero para un montón de cosas diferentes. Entonces, las estrellas en núcleos desnudos serán más complicadas que en cúmulos globulares. Y eso es lo que vimos en B023-G078.’

Los investigadores esperan observar más núcleos desnudos que puedan contener más agujeros negros de masa intermedia.

En septiembre de 2020, investigadores en Australia que trabajan como parte de una colaboración internacional que estudia las ondas gravitacionales informaron la primera observación directa de un agujero negro de masa intermedia.

Alrededor de 150 veces más pesado que nuestro Sol, nació de la fusión de dos agujeros negros más pequeños (aunque aún muy grandes) a 17 mil millones de años luz de distancia.

LOS AGUJEROS NEGROS TIENEN UNA Atracción GRAVITACIONAL TAN FUERTE QUE NI SIQUIERA LA LUZ PUEDE ESCAPAR

Los agujeros negros son tan densos y su atracción gravitatoria es tan fuerte que ninguna forma de radiación puede escapar de ellos, ni siquiera la luz.

Actúan como intensas fuentes de gravedad que aspiran polvo y gas a su alrededor. Se cree que su intensa atracción gravitacional es alrededor de lo que orbitan las estrellas en las galaxias.

Cómo se forman es todavía poco conocido. Los astrónomos creen que pueden formarse cuando una gran nube de gas hasta 100.000 veces más grande que el sol colapsa en un agujero negro.

Muchas de estas semillas de agujeros negros luego se fusionan para formar agujeros negros supermasivos mucho más grandes, que se encuentran en el centro de todas las galaxias masivas conocidas.

Alternativamente, una semilla de agujero negro supermasivo podría provenir de una estrella gigante, unas 100 veces la masa del sol, que finalmente se convierte en un agujero negro después de que se queda sin combustible y colapsa.

Cuando estas estrellas gigantes mueren, también se convierten en ‘supernova’, una gran explosión que expulsa la materia de las capas exteriores de la estrella al espacio profundo.