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Telescopios capturan el momento de encuentro entre 2 agujeros negros de galaxias en colisión

Los astrónomos pueden haber sido testigos de un “sistema de entrega” de agujeros negros de una galaxia a otra.

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Un nuevo estudio que utiliza datos del Observatorio de Rayos X Chandra y el Telescopio Espacial Hubble describe cómo un gran agujero negro puede haber sido entregado a la galaxia espiral NGC 4424 por otra galaxia más pequeña.

NGC 4424 se encuentra a unos 54 millones de años luz de la Tierra en el cúmulo de galaxias de Virgo. El panel principal de esta imagen, que ha sido publicado anteriormente, muestra una vista de campo amplio de esta galaxia en luz óptica del Hubble. La imagen tiene unos 45.000 años luz de ancho. Se espera que el centro de esta galaxia albergue un gran agujero negro que se estima que contiene una masa entre unos 60.000 y 100.000 soles. También es probable que haya millones de agujeros negros de masa estelar, que contienen entre aproximadamente 5 y 30 masas solares, repartidos por toda la galaxia.

Vista en primer plano de NGC 4424.

Créditos: Rayos X: NASA/CXC/Swinburne Univ. of Technology/A. Graham et al.; Óptica: NASA/ESA/STScI

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El recuadro presenta una vista en primer plano de NGC 4424 que muestra los datos de rayos X de Chandra (azul) más una versión de los datos ópticos (rojo) que ha tenido luz de un modelo de NGC 4424 restada de la imagen para mostrar otras características débiles. Esta imagen insertada tiene unos 1.700 años luz de diámetro. El objeto rojo alargado es un grupo de estrellas que los autores del nuevo estudio han apodado “Nikhuli”, un nombre relacionado con el período festivo de Tulini de celebración y deseo de una rica cosecha. Este nombre se toma de la lengua sumi del estado indio de Nagaland. Los datos de Chandra muestran una fuente puntual de rayos X.

Los investigadores determinaron que Nikhuli es probablemente el centro de una pequeña galaxia a la que se le han despojado la mayoría de sus estrellas a medida que choca con la galaxia más grande NGC 4424. Nikhuli también ha sido estirado por fuerzas gravitacionales a medida que cae hacia el centro de NGC 4424, dándole una forma alargada. Actualmente, Nikhuli está a unos 1.300 años luz del centro de NGC 4424, o unas 20 veces más cerca que la Tierra del agujero negro gigante de la Vía Láctea.

Una posible explicación para la fuente de rayos X chandra en el recuadro es que la materia de Nikhuli está cayendo rápidamente en un agujero negro de masa estelar. Sin embargo, debido a que se espera que estos agujeros negros más pequeños sean raros en un cúmulo del tamaño de Nikhuli, los autores argumentan que es más probable que el material caiga lentamente sobre un agujero negro más masivo que pesa entre 40.000 y 150.000 soles. Esto es similar al tamaño esperado del agujero negro en el centro de NGC 4424. Estos resultados implican que Nikhuli probablemente está actuando como un sistema de entrega para el suministro de agujeros negros de NGC 4424, en este caso trayendo consigo uno masivo. Si el centro de NGC 4424 contiene un agujero negro masivo, el agujero negro masivo de Nikhuli debería terminar orbitándolo. La distancia que separa el par debe reducirse hasta que se produzcan ondas gravitacionales y los dos agujeros negros masivos se fusionen entre sí.

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Referencia: Un artículo que describe estos resultados apareció en la edición de diciembre de 2021 de The Astrophysical Journal, y una preimpresión está disponible en línea. Los autores del estudio son Alister Graham (Swinburne Astronomy Online, Australia), Roberto Soria (Universidad de la Academia China de Ciencias en Beijing, China), Bogdan Ciambur (The Paris Observatory, Francia), Benjamin Davis (Universidad de Nueva York en Abu Dhabi, Emiratos Árabes Unidos) y Douglas Swartz (Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama). El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de Rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts. Crédito de la imagen: Rayos X: NASA/CXC/Swinburne Univ. of Technology/A. Graham et al.; Óptica: NASA/ESA/STScI

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