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Los agujeros negros arrasan miles de estrellas para impulsar el crecimiento

Un nuevo estudio de más de 100 galaxias realizado por el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA ha descubierto señales de que los agujeros negros están demoliendo miles de estrellas en una búsqueda para aumentar de peso.

Crédito: Rayos X: NASA/CXC/Washington State Univ./V. Baldassare et al.; Óptica: NASA/ESA/STScI


Las cuatro galaxias que se muestran en este gráfico se encuentran entre las 29 galaxias de la muestra que mostraron evidencia de agujeros negros en crecimiento cerca de sus centros. Los rayos X de Chandra (azul) se han superpuesto en imágenes ópticas del Telescopio Espacial Hubble de la NASA de las galaxias NGC 1385, NGC 1566, NGC 3344 y NGC 6503. Los cuadros que aparecen en el roll-over delinean la ubicación de los crecientes agujeros negros.

Estos nuevos resultados sugieren un camino algo violento para que al menos algunos de estos agujeros negros alcancen su tamaño actual: destrucción estelar en una escala que rara vez o nunca se ha visto antes.

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Los astrónomos han realizado estudios detallados de dos clases distintas de agujeros negros. La variedad más pequeña son los agujeros negros de “masa estelar” que generalmente pesan de 5 a 30 veces la masa del Sol. En el otro extremo del espectro están los agujeros negros supermasivos que viven en el medio de la mayoría de las galaxias grandes, que pesan millones o incluso miles de millones de masas solares.

En los últimos años, también ha habido evidencia de que existe una clase intermedia llamada “agujeros negros de masa intermedia” (IMBH). El nuevo estudio con Chandra podría explicar cómo se producen tales IMBH a través del crecimiento desbocado de los agujeros negros de masa estelar.


Los agujeros negros de masa intermedia

Una clave para hacer IMBH puede ser su entorno. Esta última investigación analizó cúmulos muy densos de estrellas en los centros de las galaxias. Con estrellas tan cercanas, muchas estrellas pasarán dentro de la atracción gravitacional de los agujeros negros en los centros de los cúmulos. El trabajo teórico del equipo implica que si la densidad de estrellas en un cúmulo, el número empaquetado en un volumen dado, está por encima de un valor umbral, un agujero negro de masa estelar en el centro del cúmulo experimentará un rápido crecimiento a medida que atrae, tritura e ingiere las abundantes estrellas vecinas en las proximidades.


De los cúmulos en el nuevo estudio de Chandra, los que tenían densidad por encima de este umbral tenían aproximadamente el doble de agujeros negros en crecimiento que los que estaban por debajo del umbral de densidad. El umbral de densidad depende también de la rapidez con la que se mueven las estrellas de los cúmulos.

El proceso sugerido por el último estudio de Chandra puede ocurrir en cualquier momento de la historia del universo, lo que implica que los agujeros negros de masa intermedia pueden formarse miles de millones de años después del Big Bang, hasta el día de hoy.

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Referencia: Un artículo que describe estos resultados fue aceptado y aparece en The Astrophysical Journal. También está disponible en línea. Los autores del estudio son Vivienne Baldassare (Universidad Estatal de Washington), Nicolas C. Stone (Universidad Hebrea de Jerusalén, Israel), Adi Foord (Universidad de Stanford), Elena Gallo (Universidad de Michigan) y Jeremiah Ostriker (Universidad de Princeton).

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