Debido a que no emiten nada que podamos detectar, hay muchas cosas sobre los agujeros negros que simplemente no sabemos. Entre los más desconcertantes se encuentran los agujeros negros supermasivos, de millones a miles de millones de veces la masa de nuestro Sol. Dado que los agujeros negros se forman a partir de los núcleos de estrellas masivas individuales muertas, ¿cómo se vuelven tan grandes los gigantes supermasivos? Un nuevo descubrimiento podría ayudarnos a encontrar algunas respuestas muy buscadas.
En una pequeña galaxia enana a 110 millones de años luz de distancia, los astrónomos acaban de encontrar uno de los agujeros negros supermasivos más pequeños jamás vistos. El ‘monstruo’ en el corazón de la galaxia Mrk 462 tiene solo 200,000 veces la masa del Sol. Los hallazgos se presentaron en la reunión virtual 239 de la Sociedad Astronómica Estadounidense.
“Este agujero negro en Mrk 462 se encuentra entre los más pequeños de los agujeros negros supermasivos o monstruosos”, dijo el astrónomo Jack Parker de Dartmouth College. “Los agujeros negros como este son notoriamente difíciles de encontrar”.
Su descubrimiento sugiere que los agujeros negros supermasivos, al menos algunos de ellos, crecen a partir de semillas de masa estelar de menos de 100 veces la masa del Sol, en lugar de formarse y crecer cada vez más. Una de las espinas que se ha clavado firmemente en el costado del modelo de masa estelar es el descubrimiento de muchos agujeros negros supermasivos en el Universo primitivo. Es difícil reconciliar el crecimiento de una diminuta semilla de un núcleo estelar con un gigantesco agujero negro supermasivo en el corto período de tiempo en el que estos objetos aparecieron después del Big Bang.
Otra posibilidad es que, en el Universo primitivo, enormes y densas nubes de gas y polvo colapsaran directamente en agujeros negros más grandes de decenas de miles de veces la masa del Sol, creando un punto de partida más grande a partir del cual pueden crecer agujeros negros supermasivos. Y esto nos brinda un método para descubrir las probabilidades de cada escenario, porque el modelo de colapso directo es un proceso raro. Esto significa que podríamos esperar que relativamente pocas galaxias enanas contengan agujeros negros supermasivos, en comparación con el modelo de semilla estelar.
Sin embargo, hay una trampa. Es realmente difícil ver agujeros negros centrales en galaxias enanas. En galaxias más grandes, los astrónomos pueden usar la órbita de las estrellas en el centro para inferir el agujero negro central, pero las galaxias enanas son demasiado pequeñas y tenues para esto.
El otro método es buscar radiación extremadamente brillante y de alta energía, como los rayos X. Esto sugiere un agujero negro que está acumulando material activamente, calentándolo a temperaturas tan locas que emite luz de alta energía.
Los investigadores hicieron exactamente esto, utilizando el observatorio de rayos X Chandra para estudiar ocho galaxias enanas que, según los datos ópticos, podrían albergar un agujero negro supermasivo activo. Solo Mrk 462 mostró la firma de rayos X de un agujero negro supermasivo en alimentación, con una masa de alrededor de 200.000 veces la del Sol.
Pero también había algo peculiar. La relación entre rayos X de alta energía y rayos X de baja energía sugirió que el agujero negro estaba muy oscurecido o “enterrado” por una espesa nube de polvo. Esto podría inclinar la balanza hacia el escenario de semillas estelares.
“Debido a que los agujeros negros enterrados son aún más difíciles de detectar que los expuestos, encontrar este ejemplo podría significar que hay muchas más galaxias enanas con agujeros negros similares”, dijo el astrónomo Ryan Hickox de Dartmouth College.
Estudios recientes sugieren que este podría ser el caso. En los últimos años, los astrónomos han estado encontrando escurridizos agujeros negros de peso medio en galaxias enanas y los restos de galaxias enanas. Estos también podrían respaldar la idea de que los agujeros negros supermasivos podrían crecer con bastante rapidez a partir de semillas de masa estelar. A medida que nuestra tecnología y técnicas mejoren, tal vez podamos esperar encontrar más pequeños fragmentos de agujeros negros que anteriormente habían eludido la detección.
“No podemos sacar conclusiones sólidas de un ejemplo, pero este resultado debería alentar búsquedas mucho más extensas de agujeros negros enterrados en galaxias enanas”, dijo Parker. “Estamos entusiasmados con lo que podríamos aprender”.
La investigación se presentó virtualmente en la 239ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense.
Fuente: Science Alert.
