Tesoro de agujeros negros

Científicos de la Universidad de Carolina del Norte han encontrado un tesoro escondido previamente ignorado de agujeros negros masivos en galaxias enanas.

 

Los agujeros negros recién descubiertos ofrecen un vistazo a la historia de vida del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.

“Los agujeros negros que hemos encontrado son los componentes básicos de los agujeros negros supermasivos como el de nuestra propia Vía Láctea”, dijo Sheila Kannappan, una de las investigadoras. “Hay tanto que queremos aprender sobre ellos”.

Se cree que la Vía Láctea se formó a partir de fusiones de muchas galaxias enanas. Cada enana absorbida puede traer consigo un agujero negro masivo central, decenas o cientos de miles de veces la masa de nuestro sol. Pero se desconoce con qué frecuencia las galaxias enanas contienen un agujero negro masivo, lo que deja un vacío clave en la comprensión de cómo los agujeros negros y las galaxias evolucionan juntos.

La nueva investigación ayuda a llenar este vacío al revelar que los agujeros negros masivos son mucho más comunes en las galaxias enanas de lo que se pensaba anteriormente.

La científica Mugdha Polimera investigadora de este estudio dijo: “Los agujeros negros son un tema fascinante. Pero aún queda la pregunta persistente: ¿De dónde vienen esos agujeros negros supermasivos? Nuestro trabajo nos deja un paso más cerca de la respuesta”.

Los agujeros negros generalmente se detectan cuando están creciendo activamente al ingerir gas y polvo de estrellas que se arremolinan a su alrededor, lo que los hace brillar intensamente.

El camino hacia el descubrimiento comenzó cuando los estudiantes universitarios que trabajaban con Kannappan intentaron aplicar estas pruebas tradicionales a los datos de exploración de galaxias. El equipo se dio cuenta de que algunas de las galaxias estaban enviando mensajes mixtos: dos pruebas indicarían agujeros negros en crecimiento, pero una tercera indicaría solo formación estelar.

El coautor del estudio, Chris Richardson, profesor asociado de la Universidad de Elon, confirmó con simulaciones teóricas que los resultados de la prueba de mensajes mixtos coincidían exactamente con lo que la teoría prediría para una galaxia enana de composición primordial y altamente formadora de estrellas que contiene un agujero negro masivo en crecimiento. “El hecho de que mis simulaciones se alinearan con lo que encontró el grupo de Kannappan me entusiasmó para explorar las implicaciones de cómo evolucionan las galaxias", dijo Richardson.

La incapacidad de ver un agujero negro contribuye a la complejidad de estudiarlos. En cambio, los científicos deben observar los agujeros negros en función de la actividad que ocurre a su alrededor, como el consumo de materia a su alrededor por medio de la atracción gravitatoria. Sin embargo, este tipo de actividad de agujero negro puede ser difícil de separar de una actividad similar de estrellas jóvenes y brillantes.

Chris Clemens, rector de Carolina, director académico y Profesor Distinguido de Física y Astronomía de Jaroslav Folda, dijo que esta notable investigación es emblemática de la dedicación de los profesores, graduados y estudiantes universitarios.

“Como astrofísico, sé de primera mano que entender más sobre nuestro universo es el resultado de años de investigación rigurosa y tenacidad”, dijo.

Polimera asumió el desafío de construir un nuevo censo de agujeros negros en crecimiento, con atención tanto a los tipos de mensajes tradicionales como mixtos. Obtuvo mediciones publicadas de características espectrales de luz visible para detectar agujeros negros en miles de galaxias encontradas en dos estudios dirigidos por Kannappan: RESOLVE y ECO.

Estos sondeos incluyen datos ultravioleta y de radio ideales para estudiar la formación de estrellas, y tienen un diseño inusual: mientras que la mayoría de los sondeos astronómicos seleccionan muestras que favorecen a las galaxias grandes y brillantes, RESOLVE y ECO son inventarios completos de grandes volúmenes del universo actual en los que las galaxias enanas son abundantes.  

"Era importante para mí que no sesgáramos nuestra búsqueda de agujeros negros hacia las galaxias enanas", dijo Polimera. "Pero al observar todo el censo, descubrí que el nuevo tipo de agujeros negros en crecimiento casi siempre aparecía en las enanas. Me sorprendieron los números cuando los vi por primera vez".   

Más del 80 por ciento de todos los agujeros negros en crecimiento que se encontró en las galaxias enanas pertenecen al nuevo tipo.

Polimera incorpora la narración de cuentos en su tiempo como estudiante de posgrado en Carolina; ha trabajado para crear videos para que los jóvenes estudiantes desmitifiquen lo que podrían haber aprendido de la astronomía en la cultura popular.

“Esa es la parte de la astronomía que me impulsa”, dijo Polimera. “Es fácil enganchar a la gente y lograr que se interesen e involucren en la ciencia porque es genial”.

En lo que respecta a esta investigación Kannappan señala "Estamos emocionados de buscar un millón de ideas de seguimiento. Los agujeros negros que hemos encontrado son los componentes básicos de los agujeros negros supermasivos como el de nuestra propia Vía Láctea" concluye.

Referencia:

Astrophysical Journal. 2022. Astronomers find hidden trove of massive black holes (Press Release)

Doctor Fisión

Doctor Fision

Divulgador científico especialista en física y astrofísica, y apasionado de la ciencia en general. Autor del bestseller "El Universo Explicado" y de "La Nueva Carrera Espacial". Tiene más de 3 millones de seguidores en redes sociales.

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