Chandra descubre un agujero negro supermasivo en una galaxia enana de formación estelar

Chandra descubre un agujero negro supermasivo en una galaxia enana de formación estelar

Un agujero negro supermasivo de 200.000 masas solares se encuentra en el centro de la galaxia enana Markarian 462 (MRk 462), según una nueva investigación dirigida por astrofísicos del Dartmouth College.

Este gráfico muestra los rayos X detectados por el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA desde la galaxia enana Mrk 462. Esta emisión de rayos X (interna) es importante porque revela la presencia de un agujero negro supermasivo en crecimiento dentro de esta galaxia relativamente pequeña. La masa de este agujero negro, unas 200.000 veces la masa del Sol, proporciona información a los astrónomos sobre cómo se formaron y prosperaron algunos de los agujeros negros más antiguos del universo hace miles de millones de años. El panel de fondo es una imagen óptica del telescopio Pan-STARRS en Hawái. Hay varias galaxias que forman parte del grupo de galaxias HCG068 en el lado izquierdo de la imagen. Sin embargo, la galaxia que emite grandes cantidades de rayos X es la galaxia mucho más pequeña en la parte inferior derecha de la imagen (marcada con una flecha). Crédito de la imagen: NASA/CXC/Dartmouth College/J. Parker & R. Hickox/Pan-STARRS.

Merck 462 Se encuentra a unos 110 millones de años luz de distancia en la constelación Canes Venatici.

Aparte de eso, conocida como ECO 6421, IRAS Z13493+4027 y LEDA 49191, esta galaxia enana contiene solo unos pocos cientos de millones de estrellas, lo que significa que contiene cientos de veces menos estrellas que una galaxia masiva como la Vía Láctea.

Es notoriamente difícil encontrar agujeros negros en galaxias enanas porque generalmente son demasiado pequeños y débiles para que los telescopios ópticos sigan los rápidos movimientos de las estrellas en los centros.

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En las galaxias más grandes, los astrónomos a menudo encuentran agujeros negros al observar los rápidos movimientos de las estrellas en los centros de las galaxias.

Otro enfoque es buscar las características de los agujeros negros en crecimiento, como el calentamiento del gas a millones de grados y el brillo en rayos X a medida que cae hacia el agujero negro.

«El agujero negro de Mrk 462 se encuentra entre los agujeros negros supermasivos más pequeños o monstruosos», dijo Jack Parker, astrofísico del Dartmouth College.

Parker y sus colegas utilizaron el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA para observar ocho galaxias enanas que previamente habían mostrado indicios de crecimiento de agujeros negros a partir de datos ópticos recopilados por Sloan Digital Sky Survey.

De esos ocho, solo Mrk 462 mostró una firma de rayos X de un agujero negro en crecimiento.

La intensidad inusualmente grande de los rayos X de alta energía en comparación con los rayos X de baja energía, junto con las comparaciones con datos en otras longitudes de onda, sugieren que el agujero negro de Mrk 462 está muy oscurecido por el gas.

El Dr. Ryan Hickox, también del Dartmouth College, dijo: «Debido a que los agujeros negros enterrados son más difíciles de detectar que los expuestos, encontrar este ejemplo podría significar que hay muchas galaxias enanas con agujeros negros similares».

«Esto es importante porque puede ayudar a abordar una pregunta clave en astrofísica: ¿Cómo se volvieron tan grandes los agujeros negros en el universo primitivo?»

Investigaciones anteriores han demostrado que los agujeros negros pueden crecer hasta mil millones de masas solares cuando el universo tenga menos de mil millones de años.

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Una idea es que estos objetos masivos surgieron cuando las estrellas masivas colapsaron para formar agujeros negros de unas 100 veces la masa del Sol.

Sin embargo, el trabajo teórico ha tenido problemas para explicar cómo podría acumular su peso lo suficientemente rápido como para alcanzar los tamaños observados en el universo primitivo.

Una explicación alternativa es que el universo primitivo estaba lleno de agujeros negros que contenían decenas de miles de masas solares cuando se crearon, posiblemente debido al colapso de enormes nubes de gas y polvo.

Una gran parte de las galaxias enanas con agujeros negros supermasivos respalda la idea de que las semillas de pequeños agujeros negros de la primera generación de estrellas crecieron a una velocidad asombrosa para formar mil millones de masas solares en el universo primitivo.

Una pequeña parte inclinaría la balanza a favor de la idea de que los agujeros negros comenzaron a vivir pesando decenas de miles de soles.

Estas predicciones se aplican porque las condiciones para un colapso directo de una nube gigante en un agujero negro de tamaño intermedio deberían ser raras, por lo que no se espera que una parte significativa de las galaxias enanas contengan agujeros negros supermasivos.

«No podemos sacar conclusiones sólidas de un solo ejemplo, pero este hallazgo debería alentar búsquedas más exhaustivas de agujeros negros enterrados en galaxias enanas. Estamos entusiasmados con lo que podemos aprender», dijo Parker.

Astrofísicos introducidos Resultados 10 de enero en 239a Reunión de la Sociedad Astronómica Americana (AAS 239).

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Ryan C. Hickox y Jack Parker. 2022. Descubriendo un pequeño monstruo oculto: un núcleo galáctico activo profundamente oscurecido en una galaxia enana formada por estrellas. Actas de la Santa Sede 239

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