Los científicos dijeron que finalmente han descubierto un agujero negro de masa intermedia largamente esperado por primera vez, gracias a que los atraparon a mitad de la comida.
Los agujeros negros son algunas de las cosas más extremas del universo, lo que los convierte en grandes cosas para estudiar. Hay dos tipos de agujeros negros que hemos podido identificar hasta ahora: agujeros negros de masa estelar y agujeros negros supermasivos.
Los agujeros negros de masa estelar son los restos de una estrella que ha agotado su combustible para la fusión nuclear y se ha derrumbado sobre sí misma. Si una estrella tiene una masa de aproximadamente ocho a 15 veces la masa del Sol, explota en una supernova, dejando atrás un remanente superdenso del tamaño de una ciudad de su núcleo, conocido como estrella de neutrones. Pero si la masa está entre 15 y 100 masas solares, entonces incluso el núcleo apretado no puede resistir el colapso de la estrella y el colapso continúa más, lo que resulta en un agujero negro de masa estelar.
Mientras tanto, los agujeros negros supermasivos tienen un millón de masas solares o más, y se encuentran en el centro de la mayoría, si no de todas, las galaxias grandes.
Pero, ¿qué pasa con los agujeros negros en el medio, entre 100 y 1 millón de masas solares? Estos agujeros negros se conocen como agujeros negros de masa intermedia y era una pregunta abierta si existían tales objetos, hasta ahora.
En un nuevo estudio de este mes Diario astrofísico, un equipo de astrónomos de la Universidad de Arizona (UA) dice que un agujero negro que fue descubierto desgarrando una estrella en un llamado evento de perturbación de las mareas se ha revelado como miembro de esta elusiva clase de agujeros negros.
«El hecho de que fuéramos capaces de capturar este agujero negro mientras devoramos una estrella brinda una oportunidad maravillosa para observar lo que de otra manera no se vería», dijo Anne Zablodov, profesora de astronomía de la UA y coautora del artículo de investigación. «No solo eso, al analizar la llamarada, pudimos comprender mejor esta elusiva clase de agujeros negros, que pueden ser responsables de la mayoría de los agujeros negros en los centros de las galaxias».
Los restos de una estrella muerta descubiertos en un evento de perturbación de las mareas produjeron una gran cantidad de radiación de rayos X durante su ruptura, conocida como el resplandor J2150, que se había observado y registrado previamente. El equipo de investigación, dirigido por el astrónomo Sixiang Wen, revisó esos datos y los utilizó para calcular tanto la masa como la rotación del agujero negro que causó que ocurriera.
«La emisión de rayos X del disco interno formado por los escombros de la estrella muerta nos permitió inferir la masa y la rotación de este agujero negro y clasificarlo como un agujero negro intermedio», dijo Wen.
Si bien los agujeros negros supermasivos son las dínamos que alimentan a grandes galaxias como la Vía Láctea o más grandes, hay muchas galaxias más pequeñas que pueden tener estos agujeros negros de masa media en sus centros.
«Todavía sabemos muy poco sobre la presencia de agujeros negros en los centros de galaxias más pequeñas que la Vía Láctea», dijo el coautor Peter Juncker de la Universidad de Radboud y el Instituto Holandés de Investigación Espacial SRON, ambos en los Países Bajos. «Debido a las limitaciones de observación, es difícil detectar agujeros negros centrales mucho más pequeños que un millón de masas solares».
Una de las razones por las que los agujeros negros de masa media se han investigado durante tanto tiempo es que pueden ayudar a responder muchas preguntas importantes de la física.
Lo más obvio es el origen y la evolución de sus primos más grandes, los agujeros negros supermasivos que juegan un papel importante en la formación de galaxias. Saber cómo se forman los agujeros negros supermasivos, y si alguna vez fueron agujeros negros de masa intermedia, nos dirá mucho sobre cómo evolucionó el universo.
Otra cuestión que puede ayudar a resolver es la cuestión de la materia oscura, que los físicos creen que constituye más del 80% de toda la materia del universo, pero no interactúa con la luz de ninguna manera.
La materia oscura puede consistir en algunas partículas extrañas de materia que aún no hemos descubierto, y una de estas partículas teóricas es el bosón muy ligero, que debería tener el efecto de ralentizar la rotación de un agujero negro de masa media.
«Si estas partículas estuvieran presentes y tuvieran masas en un cierto rango, evitarían que un agujero negro de masa intermedia girara rápidamente», dijo el coautor del estudio Nicholas Stone, profesor de la Universidad Hebrea de Jerusalén. «Sin embargo, el agujero negro J2150 gira rápidamente. Por lo tanto, nuestra medición de espín descarta una amplia clase de teorías de bosones muy ligeros y muestra el valor de los agujeros negros como laboratorios extraterrestres para la física de partículas».
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