Más evidencia de un tercer tipo de agujeros negros

Un grupo de astrónomos ha publicado más datos sobre un tipo raro de agujero negro. La evidencia observada en rayos X ocurrió en un cúmulo galáctico a unos 740 millones de años luz de distancia.

Los científicos han podido probar hasta ahora la existencia de dos tipos principales de agujeros negros: los pequeños (producto de la muerte de estrellas masivas o incluso colisión de estrellas de neutrones) y aquellos que tienen cantidades enormes de masa y que son llamados supermasivos.

Sin embargo, la existencia de un tercer tipo bastante elusivo, conocido como agujeros negros de masa intermedia (IMBH en idioma Inglés), ha provocado acalorados debates entre la comunidad. Una nueva investigación de la Universidad de New Hampshire muestra la evidencia más fuerte hasta la fecha de que existen este último tipo agujeros negros, al capturar fortuitamente uno en acción mientras devora una estrella cercana.

En su estudio, publicado en Nature Astronomy, los investigadores utilizaron imágenes de satélite para detectar por primera vez un revelador signo de actividad. En sus observaciones encontraron una enorme ráfaga de radiación en múltiples longitudes de onda desde las afueras de una galaxia distante. El brillo súbito menguó con el tiempo exactamente como se espera cuando una estrella se desgarra o es devorada por un agujero negro. En este caso, la estrella fue tragada en octubre de 2003 y la radiación que creó decayó durante los siguientes diez años.

La distribución de la luz emitida en relación con su energía depende del tamaño del agujero negro. Así, los datos presentados por los astrónomos proporcionan una de las pocas bases sólidas para determinar el tamaño del agujero negro.

Esta imagen muestra los datos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA (amarillo-blanco) y el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA (violeta). La fuente de color blanco violeta en la parte inferior izquierda muestra la emisión de rayos X de los restos de una estrella que se rasgó a medida que caía hacia un agujero negro de masa intermedia. La galaxia anfitriona del agujero negro se encuentra en el medio de la imagen.

Los investigadores utilizaron datos de un trío de telescopios de rayos X en órbita, el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA, el Satélite Swift y del XMM-Newton de la ESA, para encontrar las llamaradas de radiación que ayudaron a identificar el IMBH.

La característica de una ráfaga larga ofrece evidencia de una estrella desgarrada y se conoce como un evento de disrupción de mareas, o TDE (Tidal Disruption Event en idioma Inglés). En este caso, las fuerzas de marea, debido a la intensa gravedad del agujero negro, pueden destruir un objeto mientras que parte de los desechos son arrojados hacia afuera a altas velocidades. A medida que el material se desplaza hacia adentro y es ingerido por el agujero negro, se genera un disco de acreción que se calienta a millones de grados, generando ráfagas de rayos X.

Los científicos estiman que el agujero negro que observaron en pleno proceso alimenticio tiene unas cincuenta mil veces la masa del Sol. Según los investigadores, estos tipos de destellos son una de las formas más efectivas para detectar y medir la masa del IMBH.

“De la teoría de formación de galaxias, esperamos una gran cantidad de agujeros negros de masa intermedia en cúmulos de estrellas. Sin embargo hay muy, muy pocos que sepamos, porque normalmente son increíblemente silenciosos y muy difíciles de detectar”.

Menciona Dacheng Lin, profesor asistente en la Universidad de New Hampshire e investigador principal del trabajo.

Debido a la minúscula tasa de ocurrencia de este tipo de explosiones desencadenadas por estrellas cayendo a algún IMBH, los científicos creen que su descubrimiento implica que podría haber muchos IMBH al acecho, en un estado inactivo en las periferias de muchas galaxias.

“Este candidato fue descubierto a través de una búsqueda intensiva del catálogo de rayos X de XMM-Newton, que está lleno de datos de alta calidad que cubren grandes áreas del cielo, esenciales para determinar qué pudo causar la explosión observada y relacionada con el IMBH”,

dice Norbert Schartel, científico de la ESA para el proyecto XMM-Newton.

Con estos resultados, la existencia de por lo menos tres familias de agujeros negros se confirma de forma más sólida, aunque quedan varias preguntas sin responder. Probablemente dos de las más importantes son ¿cómo nacen y cómo evolucionan estos agujeros negros de masa intermedia? y ¿cuál es su población y ubicación en las galaxias?

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