Astrofísicos se lanzan a la caza del segundo agujero negro supermasivo más cercano a la Tierra

La galaxia compañera de la Vía Láctea, Leo I, aparece como una tenue mancha a la derecha de la estrella brillante, Regulus. Crédito: Scott Anttila Anttler
La galaxia compañera de la Vía Láctea, Leo I, aparece como una tenue mancha a la derecha de la estrella brillante, Regulus. Crédito: Scott Anttila Anttler

Décadas de estudios demuestran que la mayoría de las galaxias masivas albergan un agujero negro supermasivo en su centro, y la masa del agujero negro es una décima parte de la masa total del esferoide de estrellas que lo rodea.

Dos astrofísicos del Centro de Astrofísica | Harvard y el Smithsonian han propuesto un método para observar lo que podría ser el segundo agujero negro supermasivo más cercano a la Tierra. El agujero negro supermasivo, que alberga la galaxia enana Leo I, tiene una masa tres millones de veces superior a la del Sol.

El agujero negro supermasivo Leo I* fue propuesto por primera vez por un equipo independiente de astrónomos a finales de 2021. Los astrónomos observaron que las estrellas ganaban velocidad a medida que se acercaban al centro de la galaxia, pero era imposible obtener imágenes directas de la emisión del agujero negro.

Ahora, los físicos del CfA Fabio Pacucci y Avi Loeb proponen un nuevo método para confirmar la presencia del agujero negro supermasivo.

Fabio Pacucci, autor principal del estudio de ApJ Letters, dijo: "Los agujeros negros son objetos muy esquivos, y a veces les gusta jugar al escondite con nosotros. Los rayos de luz no pueden escapar de sus horizontes de sucesos, pero el entorno que los rodea puede ser extremadamente brillante, si cae suficiente material en su pozo gravitatorio. Pero si un agujero negro no está acumulando masa, en cambio, no emite luz y resulta imposible de encontrar con nuestros telescopios".

"Este es el reto de Leo I, una galaxia enana tan carente de gas disponible para acretar que a menudo se describe como un "fósil". Entonces, ¿debemos renunciar a cualquier esperanza de observarla? Quizás no".

"En nuestro estudio, sugerimos que una pequeña cantidad de masa perdida por las estrellas que vagan alrededor del agujero negro podría proporcionar la tasa de acreción necesaria para observarlo. Las estrellas viejas se vuelven muy grandes y rojas, lo que llamamos estrellas gigantes rojas. Las gigantes rojas suelen tener fuertes vientos que transportan una fracción de su masa al entorno. El espacio que rodea a Leo I* parece contener suficiente cantidad de estas estrellas antiguas para que sea observable".

Avi Loeb, coautor del estudio, dijo: "Observar Leo I* podría ser innovador. Sería el segundo agujero negro supermasivo más cercano después del que se encuentra en el centro de nuestra galaxia, con una masa muy similar pero alojado en una galaxia mil veces menos masiva que la Vía Láctea. Este hecho pone en tela de juicio todo lo que sabemos sobre cómo coevolucionan las galaxias y sus agujeros negros supermasivos centrales. ¿Cómo acabó naciendo un bebé tan grande de un padre tan delgado?"

"En el caso de Leo I, esperaríamos un agujero negro mucho más pequeño. En cambio, Leo I parece contener un agujero negro de varios millones de veces la masa del Sol, similar al que alberga la Vía Láctea. Esto es emocionante porque la ciencia suele avanzar más cuando ocurre lo inesperado".

Pacucci dijo: "Entonces, ¿cuándo podemos esperar una imagen del agujero negro?".

"Todavía no estamos allí".

"Leo I* está jugando al escondite, pero emite demasiada radiación para no ser detectado durante mucho tiempo".

Fuentes, créditos y referencias:

Pacucci, F., & Loeb, A. (2022). Accretion from Winds of Red Giant Branch Stars May Reveal the Supermassive Black Hole in Leo I. In The Astrophysical Journal Letters (Vol. 940, Issue 2, p. L33). American Astronomical Society. doi.org/10.3847/2041-8213/ac9b21

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