Un mini agujero negro supermasivo

Se ha identificado uno de los agujeros negros supermasivos de menor masa jamás observado en el centro de una galaxia gracias al Observatorio Chandra de rayos X y a otros observatorios. La galaxia madre es de un tipo que no se espera que albergue un agujero negro supermasivo, lo que sugiere que este agujero negro, aunque se relaciona con sus primos supermasivos, puede tener un origen distinto.

El agujero negro se sitúa en el centro de la galaxia espiral NGC 4178, mostrado en esta imagen del Sloan Digital Sky Survey. El recuadro muestra una fuente de rayos X en la posición del agujero negro, en el centro de la imagen de Chandra. Un análisis de los datos de Chandra, junto con los datos infrarrojos del telescopio espacial Spitzer y los datos de radio tomados del Very Large Array sugieren que el agujero negro está cerca del extremo inferior de masa en el rango de los agujeros negros supermasivos.

Estos resultados se publicaron en el ejemplar del 1 de julio de 2012 de la revista The Astrophysical Journal por Nathan Secrest, de la Universidad George Mason en Fairfax, Virginia, y sus colaboradores.

Las propiedades de la fuente de rayos X, incluyendo su brillo y espectro - la cantidad de rayos X a distintas longitudes de onda - y su brillo en longitudes de onda infrarrojas, sugieren que hay un agujero negro en el centro de NGC 4178 que está acumulando rápidamente material de sus alrededores. Los mismos datos también sugieren que la luz generada por este material incidente se ve absorbida masivamente por el gas y polvo que rodea el agujero negro.

Se usó una conocida proporción entre la masa de un agujero negro y la cantidad de rayos X y ondas de radio generadas para estimar la masa del agujero negro. Este método nos da una masa del agujero negro de menos de 200 000 veces la del Sol. Esto concuerda con la masa estimada a partir de otros métodos empleados por los autores, y es menor que los valores típicos para los agujeros negros supermasivos de millones a miles de millones de veces la masa del Sol.

NGC 4178 es una galaxia espiral situada a unos 55 millones de años luz de la Tierra. No contiene una concentración central brillante, o abultamiento, de estrellas en su centro. Aparte de NGC 4178, actualmente se cree que otras cuatro galaxias sin abultamientos contienen agujeros negros supermasivos. De estos cuatro agujeros negros, dos tienen masas que pueden estar cercanas a la del agujero negro de NGC 4178. Las observaciones de XMM-Newton de una fuente de rayos X descubierta por Chandra en el centro de la galaxia NGC 4561 indica que la masa de este agujero negro es mayor de 20 000 veces la masa del Sol, pero la masa podría ser sustancialmente superior si el agujero negro acumula material lentamente, provocando que se genere una menor emisión de rayos X. El artículo que describe estos resultados se publicó en el ejemplar del 1 de octubre de 2012 de la revista The Astrophysical Journal por Araya Salvo y sus colaboradores.

La masa del agujero negro en la galaxia NGC 4395 se estima que tiene aproximadamente 360 000 veces la masa del Sol, como publicaron el 20 de octubre de 2005 Peterson y sus colaboradores en The Astrophysical Journal.

Anteriormente, los astrónomos han encontrado que las observaciones de un gran número de galaxias son consistentes con una estrecha correlación entre la masa de un agujero negro supermasivo y el abultamiento de la galaxia madre. Los modelos teóricos desarrollados para explicar estos resultados acuden a la fusión de galaxias y predicen que es improbable que las galaxias sin abultamientos alberguen agujeros negros supermasivos. Los resultados encontrados para NGC 4178 y las otras cuatro galaxias mencionadas van contra las predicciones, y pueden sugerir que hay más de un mecanismo en marcha para la formación de agujeros negros supermasivos.

Se hallaron otras tres fuentes de rayos X en la imagen de Chandra. Si están situados en NGC 4178 es probable que sean sistemas binarios que contengan un agujero negro o una estrella de neutrones. La más brillante de las tres fuentes puede ser un agujero negro de masa intermedia con una masas de unas 6000 veces la del Sol.

Referencia: Chandra News