Agujero negro durmiendo la siestas en medio del caos estelar

La galaxia del escultor es visto bajo una nueva luz, en esta imagen compuesta de la NASA Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) y el Observatorio Europeo Austral en Chile. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/JHU

 

Casi hace una década, el Observatorio de rayos x Chandra de la NASA atrapa señales de lo que parecía ser un agujero negro merendando con gas en el centro de la galaxia cercana de Escultor. Ahora, la NASA Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), que ve alta-energía en la luz de rayos x, ha tomado un vistazo y encontró el agujero negro dormido.

"Nuestros resultados implican que el agujero negro fue latente en los últimos 10 años," dijo Bret Lehmer de la Johns Hopkins University, Baltimore y Goddard Space Flight Center de la NASA, Greenbelt, MD. "observaciones periódicas con Chandra y NuSTAR deberían decirnos claramente si el agujero negro se despierta otra vez. Si esto sucede en los próximos años, esperamos ver". Lehmer es autor principal de un nuevo estudio detallando los resultados en el Astrophysical Journal.

El agujero negro durmiente es de cerca de 5 millones de veces la masa de nuestro Sol. Se encuentra en el centro de la galaxia del Escultor, también conocida como NGC 253, una galaxia llamada Starburst activamente dando origen a nuevas estrellas. En 13 millones de años luz, es uno de los destellos más cercanos a nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.

 

En la Vía Láctea está todo más tranquilo que en la galaxia de Escultor. Hace mucho menos nuevas estrellas, y su agujero negro gigante, unos 4 millones de veces la masa de nuestro Sol, también está durmiendo.

"Los agujeros negros se alimentan alrededor de los discos de acreción de material. Cuando se queden sin este combustible, van latentes,"dijo el co-autor Ann Hornschemeier de Goddard. "NGC 253 es inusual porque el agujero negro gigante está dormido en medio de la tremenda actividad de formación estelar alrededor de él".

Los resultados están enseñando a los astrónomos cómo las galaxias crecen con el tiempo. Casi todas las galaxias son sospechosas de albergar agujeros negros supermasivos en sus corazones. En la más masiva de éstos, los agujeros negros probablemente crezcan al mismo ritmo que se forman nuevas estrellas, hasta chorro de radiación de los agujeros negros se apagan en última instancia, formación de estrellas. En el caso de la galaxia del Escultor, los astrónomos no saben si la formación estelar está decayendo o incrementando.

 

"El crecimiento del agujero negro y formación de estrellas a menudo van de la mano en galaxias distantes," dijo Daniel Stern, un coautor y NuSTAR científico del proyecto en el laboratorio de propulsión a chorro de la NASA, Pasadena, California "es un poco sorprendente en cuanto a lo que está pasando aquí, pero tenemos dos potentes telescopios de rayos x complementarios sobre el caso."

Chandra observó por primera vez indicios de lo que parecía ser una alimentación de agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia de escultor en 2003. Como material de espirales en un agujero negro, se calientan hasta decenas de millones de grados y brilla en la luz de rayos x que los telescopios como Chandra y NuSTAR puede ver.

Luego, en septiembre y noviembre de 2012, Chandra y NuSTAR observan la misma región al mismo tiempo. Las observaciones de NuSTAR--la primera vez para detectar la luz de rayos x concentrada, de gran energía de la región--los investigadores dicen concluyentemente que el agujero negro no se está acrecentando de material permitido. NuSTAR es lanzado al espacio en junio de 2012.

En otras palabras, el agujero negro parece haber quedado dormido. Otra posibilidad es que el agujero negro no estaba en realidad despierto hace 10 años, y Chandra observó otra fuente de rayos x. Futuras observaciones con dos telescopios pueden resolver el rompecabezas.

 

"La combinación de las observaciones de Chandra y NuSTAR coordinadas es extremadamente poderosa para responder a preguntas como esta", dijo Lou Kaluzienski, NuSTAR programa científico en la sede de la NASA en Washington. "Ahora, podemos conseguir todas las partes de la historia".

Las observaciones también revelaron un objeto que se quema más pequeño que los investigadores fueron capaces de identificar como una "fuente de rayos x ultraluminosas" o ULX. ULXs son agujeros negros alimentándose de material de una estrella compañera. Ellos brillan más que el típicos agujeros negros de masa estelar generados a partir de estrellas moribundas, pero son más tenues y distribuido más al azar que los agujeros negros supermasivos en los centros de galaxias masivas. Los astrónomos todavía están trabajando para entender el tamaño, orígenes y física del ULXs.

"Estos agujeros negros de masa estelar cerca del centro de la galaxia, son golpes a lo largo", dijo Brown. "Tienden a ser más numerosos en las zonas donde hay más actividad de formación de estrellas."

Y si el gigante dormido del escultor despierta en los próximos años en medio de la conmoción, NuSTAR y Chandra monitoreará la situación. El equipo planea revisar periódicamente el sistema.

 

NuSTAR es una pequeño explorador y la misión liderada por el Instituto de tecnología de California en Pasadena y gestionado por el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en Pasadena, para la dirección de misiones de ciencia de la NASA en Washington. La nave fue construida por Orbital Sciences Corporation, Dulles, Virginia. El instrumento fue construido por un consorcio que incluye a Caltech; JPL; la Universidad de California, Berkeley; La Universidad de Columbia, Nueva York; La NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD.; la Universidad técnica de Dinamarca; Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, California; Sistemas aeroespaciales ATK, Goleta, California y con el apoyo de la Agencia Espacial Italiana (ASI) Science Data Center.

Centro de operaciones de la misión de NuSTAR es en UC Berkeley, con el ASI proporcionando su estación terrena Ecuatorial ubicadas en Malindi, Kenia. Programa de extensión de la misión se basa en Sonoma State University, programa de explorador de la NASA Rohnert Park, California está gestionado por Goddard. JPL es administrado por Caltech para la NASA.

 

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Traducción: El Quelonio Volador