Astronomía

Identifican una nueva clase de agujero negro

Los astrónomos creen que existen nuevos agujeros de tamaño medio entre los extremos de los otros

23.09.2015 | 16:35
Identifican nuevos agujeros negros.

Casi todos los agujeros negros vienen en dos tamaños: los de masa estelar que pesan hasta doce veces la masa del Sol, y los supermasivos, de uno a miles de millones de veces la masa del Sol.

Los astrónomos creen que existen los agujeros negros de tamaño medio entre estos dos extremos, pero la evidencia ha sido difícil de conseguir, con más o menos una media docena de candidatos descritos hasta ahora.

Un equipo liderado por astrónomos de la Universidad de Maryland y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA ha encontrado evidencia de un nuevo agujero negro de masa intermedia sobre 5.000 veces la masa del sol. El descubrimiento añade un candidato más a la lista de posibles agujeros negros de tamaño medio, y fortalece la idea de que existan estos objetos. El equipo publicó sus hallazgos en el 21 de septiembre en 'Astrophysical Journal Letters'.

El resultado da seguimiento a un hallazgo similar por algunos de los mismos científicos, utilizando la misma técnica, publicado en agosto de 2014. Mientras que el estudio previo midió con precisión un agujero negro que pesa 400 veces la masa del Sol utilizando los datos del satélite Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) de la NASA, el presente estudio utilizó datos de satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea.

"Este resultado proporciona apoyo a la idea de que los agujeros negros existen en todas las escalas de tamaño. Al describir algo por primera vez, siempre hay alguna duda", dijo el autor principal Dheeraj Pasham, asociado postdoctoral en el Instituto Conjunto Espacio-Ciencia, una asociación de investigación entre la Universidad de Naryland y el centro Goddard de la NASA. "La identificación de un segundo candidato con un instrumento diferente pone peso detrás de ambos hallazgos y nos da confianza en nuestra técnica."

El nuevo candidato de agujero negro de masa intermedia, conocido como NGC1313X-1, se clasifica como una fuente de rayos X ultraluminosa, y como tal es una de las fuentes de rayos X más brillantes en el universo cercano.

Ha demostrado ser difícil de explicar exactamente por qué estas fuentes de rayos X ultraluminosas son tan brillantes. Algunos astrónomos sospechan que son agujeros negros de masa intermedia incidiendo activamente en la materia, produciendo cantidades masivas de fricción y radiación de rayos X en el proceso.

Contra este telón de fondo de los fuegos artificiales de rayos X al azar creados por NGC1313X-1, Pasham y sus colegas identificaron dos bengalas que se repiten, parpadeando con una frecuencia inusualmente estable. Una brilló sobre 27.6 veces por minuto y la otra sobre 17.4 veces por minuto. Comparando estas dos tasas se produce una casi perfecta proporción de 3:2. Pasham y sus colegas también encontraron esta proporción 3:2 en M82X-1, el agujero negro que identificaron en agosto de 2014, aunque la frecuencia global de parpadeo fue mucho mayor en M82X-1.

Aunque los astrónomos aún no están seguros de qué causa estos destellos constantes, la presencia de un mecanismo de relojería de proporción de 3:2 parece ser una característica común de los agujeros negros de masa estelar y de los agujeros negros de masa intermedia, posiblemente, también. Los destellos son probablemente causados por la actividad cerca del agujero negro, donde la gravedad extrema mantiene toda la materia circundante muy apretada, dijo Pasham.

Las proporciones 3:2 también pueden dar una medida exacta de la masa de un agujero negro. Los agujeros negros más pequeños parpadean a una frecuencia más alta, mientras que los agujeros negros más grandes parpadean con menos frecuencia.

"Para hacer una analogía con los instrumentos acústicos, si imaginamos que los agujeros negros de masa estelar son el violín y los agujeros negros supermasivos son el contrabajo, los agujeros negros de masa intermedia son el violonchelo", dijo el co-autor Francesco Tombesi, coautor del estudio. Pasham y Tombesi esperan que la identificación de fuentes de rayos X ultraluminosas que exhiben la relación 3:2 intermitente producirá muchos candidatos a agujero negro de masa intermedia en un futuro próximo.

"Nuestro método es puramente empírico, no es dependiente de los modelos. Por eso es tan fuerte", explicó Pasham. "No sabemos qué causa estas oscilaciones, pero parecen ser fiables, por lo menos en los agujeros negros de masa estelar."

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