Astrónomos descubren evidencias en rayos X de un agujero negro errante

MADRID, 6 (EUROPA PRESS

Los astrónomos creen que los agujeros negros supermasivos, con entre 100.000 y 10 millones de veces la masa del Sol, se encuentran en los centros de la mayoría de las galaxias. También hay pruebas de la existencia de los llamados agujeros negros de masa intermedia, que tienen masas bajas hasta entre aproximadamente 100 y 100.000 veces la del sol.

Ambos de estos tipos de objetos pueden encontrarse lejos del centro de una galaxia tras una colisión y fusión con otra galaxia que contenga un agujero negro masivo. Como las estrellas, el gas y el polvo de la segunda galaxia se mueve a través de la primera, y consigo su agujero negro.

Un nuevo estudio reporta el descubrimiento de uno de estos agjeros negros "errantes" hacia el borde de la galaxia lenticular SDSS J141711.07 + 522540.8 (o, GJ1417 + 52, para abreviar), que se encuentra a unos 4.500 millones de años luz de la Tierra. Este objeto, conocido como XJ1417 + 52, fue descubierto durante las largas observaciones de una región especial, llamada Extended Groth Strip, con los datos de los telescopios XMM-Newton (ESA) y Chandra (NASA) obtenidos entre 2000 y 2002.

Su brillo extremo hace que sea probable que se trate de un agujero negro con una masa estimada en alrededor de 100.000 veces la del Sol, en el supuesto de que la fuerza de la radiación sobre la materia circundante es igual a la fuerza de la gravedad.

El panel principal del gráfico superior tiene una imagen de luz óptica de gran campo, desde el telescopio espacial Hubble. El agujero negro y su galaxia anfitriona se encuentran dentro de la caja en la parte superior izquierda. El recuadro de la izquierda contiene una vista de primer plano de GJ1417 + 52 del Hubble. Dentro de esta inserción, el círculo muestra una fuente puntual en la periferia norte de la galaxia que puede estar asociada con XJ1417 + 52.

El recuadro de la derecha es la imagen de rayos X de Chandra de XJ1417 + 52, de color morado, que cubre la misma región que el Hubble en primer plano. Esta es una fuente puntual, sin evidencia vista para la emisión de rayos X extendida.

Las observaciones de Chandra y XMM-Newton muestran que la emisión de rayos X de XJ1417 + 52 es tan alta que los astrónomos clasifican a este objeto como una "fuente de rayos X hiper-luminosa" (HLX). Estos son objetos entre 10.000 y 100.000 veces más luminosos en rayos X que los agujeros negros estelares, y de 10 a 100 veces más potentes que las fuentes de rayos X ultraluminosas, o ULXs.

En su pico XJ1417 + 52 es unas diez veces más luminosa que la fuente de rayos X más brillante jamás vista en un agujero negro errante. También es cerca de 10 veces más distante que el anterior poseedor del récord para un agujero negro errante.

La brillante emisión de rayos X de este tipo de agujero negro proviene del material que cae hacia él. Los rayos X de XJ1417 + 52 alcanzaron un pico de brillo en rayos X entre 2000 y 2002. La fuente no se detectó en observaciones de Chandra y XMM en 2005, 2014 y 2015. En general, el brillo de rayos X de la fuente ha disminuido al menos en un factor de 14 entre 2000 y 2015.

Los autores teorizan que el estallido de rayos X observado en 2000 y 2002 se produjo cuando una estrella pasó demasiado cerca del agujero negro y fue destrozada por las fuerzas de marea. Algunos de los desechos gaseosos se habrían calentado y se hicieron brillantes en rayos X a medida que caían hacia el agujero negro, provocando el aumento en las emisiones.

La ubicación y el brillo de la fuente óptica de la imagen del Hubble que puede estar asociada con XJ1417 + 52 sugiere que el agujero negro podría haber pertenecido a una pequeña galaxia que chocó contra la galaxia mayor GJ1417 + 52, quitando la mayor parte de las estrellas de la galaxia pero dejando detrás el agujero negro y sus estrellas circundantes en el centro de la pequeña galaxia. Si esta idea es correcta, las estrellas circundantes son lo que se ve en la imagen del Hubble.

Un documento de Dacheng Lin (Universidad de New Hampshire) y sus colegas describe este resultado en la revista The Astrophysical Journal.