Redacción
Un equipo de investigación dirigido por científicos de la Universidad de Cardiff dice estar más cerca de comprender cómo nace un agujero negro supermasivo (SMBH) gracias a una nueva técnica que les ha permitido acercarse a uno de estos enigmáticos objetos cósmicos con un detalle sin precedentes.
Los científicos no están seguros de si los SMBH se formaron en condiciones extremas poco después del Big Bang, en un proceso denominado “colapso directo“, o si crecieron mucho más tarde a partir de agujeros negros “semilla” resultantes de la muerte de estrellas masivas.
Si el primer método fuera cierto, los agujeros negros supermasivos nacerían con masas extremadamente grandes – cientos de miles a millones de veces más masivas que nuestro Sol – y tendrían un tamaño mínimo fijo.
Si esto último fuera cierto, entonces los agujeros negros supermasivos comenzarían relativamente pequeños, alrededor de 100 veces la masa de nuestro Sol, y comenzarían a crecer con el tiempo alimentándose de las estrellas y las nubes de gas que viven a su alrededor.
Los astrónomos se han esforzado durante mucho tiempo en encontrar los agujeros negros supermasivos de menor masa, que son los eslabones perdidos necesarios para descifrar este problema.
En un estudio publicado recientemente, el equipo dirigido por la Universidad de Cardiff ha ampliado los límites, revelando uno de los agujeros negros supermasivos de menor masa jamás observado en el centro de una galaxia cercana, con un peso inferior a un millón de veces la masa de nuestro sol.
A la izquierda se muestra una imagen compuesta en color del Telescopio Espacial Hubble del centro del “Fantasma de Mirach”. A la derecha se muestra la nueva imagen de ALMA de esta misma región, revelando la distribución del frío y denso gas que se arremolina alrededor del centro de este objeto con exquisito detalle. (Foto: Cardiff University)
El agujero negro supermasivo vive en una galaxia que se conoce familiarmente como “El Fantasma de Mirach”, debido a su proximidad a una estrella muy brillante llamada Mirach, que le da una sombra fantasmal.
Los resultados se obtuvieron usando una nueva técnica con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un telescopio de última generación situado en lo alto del altiplano de Chajnantor en los Andes chilenos que se usa para estudiar la luz de algunos de los objetos más fríos del Universo.
“El agujero negro supermasivo en el Fantasma de Mirach parece tener una masa dentro del rango predicho por los modelos de ‘colapso directo'”, dijo el Dr. Tim Davis de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Cardiff.
“Sabemos que actualmente está activo y tragando gas, así que algunos de los modelos de ‘colapso directo’ más extremos que solo hacen agujeros negros muy masivos no pueden ser verdad.
“Esto por sí solo no es suficiente para diferenciar definitivamente entre la imagen de la ‘semilla’ y el ‘colapso directo’ – necesitamos entender las estadísticas para eso – pero este es un paso enorme en la dirección correcta”.
Los agujeros negros son objetos que han colapsado bajo el peso de la gravedad, dejando atrás regiones pequeñas pero increíblemente densas del espacio desde las que nada puede escapar, ni siquiera la luz.
Un SMBH es el tipo de agujero negro más grande que puede tener cientos de miles, si no miles de millones, de veces la masa del Sol.
Se cree que casi todas las grandes galaxias, como nuestra propia Vía Láctea, contienen un agujero negro supermasivo situado en su centro.
“Los agujeros negros supermasivos han sido también encontrados en galaxias muy distantes, ya que aparecieron solo unos pocos cientos de millones de años después del Big Bang”, dijo el Dr. Marc Sarzi, miembro del equipo del Dr. Davis del Planetario y Observatorio de Armagh.
“Esto sugiere que al menos algunos agujeros negros podrían haber crecido muy masivamente en un tiempo muy corto, lo cual es difícil de explicar según los modelos de formación y evolución de las galaxias”.
“Todos los agujeros negros crecen al tragar nubes de gas y perturban las estrellas que se aventuran demasiado cerca de ellos, pero algunos tienen una vida más activa que otros”.
“Buscar los agujeros negros supermasivos más pequeños en las galaxias cercanas podría por lo tanto ayudarnos a revelar cómo comienzan”, continuó el Dr. Sarzi.
En su estudio, el equipo internacional utilizó técnicas totalmente nuevas para acercarse más que nunca al corazón de una pequeña galaxia cercana, llamada NGC404, lo que les permitió observar nubes de gas arremolinadas que rodeaban al agujero negro supermasivo en su centro.
El telescopio ALMA permitió al equipo resolver las nubes de gas en el corazón de la galaxia, revelando detalles de solo 1,5 años luz de diámetro, haciendo de este uno de los mapas de gas de más alta resolución jamás hecho de otra galaxia.
El hecho de poder observar esta galaxia con tan alta resolución permitió al equipo superar una década de resultados contradictorios y revelar la verdadera naturaleza del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia.
“Nuestro estudio demuestra que con esta nueva técnica podemos realmente comenzar a explorar tanto las propiedades como los orígenes de estos misteriosos objetos”, continuó el Dr. Davis. “Si hay una masa mínima para un agujero negro supermasivo, no la hemos encontrado todavía”.
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