Se ha encontrado un raro agujero negro de «eslabón perdido» en el gran vecino galáctico más cercano de la Vía Láctea, según revela un nuevo estudio.
Los astrónomos dicen que el agujero negro tiene una «masa intermedia» y es el tercer tipo raro de agujero negro que ha salido a la luz recientemente.
Descrito como «diferente a cualquier otro», el agujero negro se encontró en un cúmulo estelar llamado B023-G078 en la galaxia de Andrómeda.
También conocida como Messier 31 o M31, Andrómeda es la gran galaxia espiral más cercana a nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Este agujero negro recién descubierto tiene una masa 100.000 veces mayor que nuestro Sol, lo que lo hace más pequeño que los agujeros negros que se encuentran en el centro de las galaxias (agujeros negros supermasivos), pero más grande que los agujeros negros que nacen cuando las estrellas explotan (agujeros negros estelares).
Una teoría es que los agujeros negros de masa intermedia podrían ser las semillas de las que crecen los agujeros negros supermasivos.
El agujero negro se encontró escondido dentro de B023-G078, un enorme cúmulo estelar en Andrómeda con una masa solar de 6,2 millones. El panel izquierdo muestra una imagen de campo amplio de M31 con el cuadro rojo y un recuadro que muestra la ubicación y la imagen de B023-G78 donde se encontró el agujero negro.
Andrómeda es la galaxia principal más cercana a nuestra galaxia, la Vía Láctea. La luz difusa de Andrómeda es causada por los cientos de miles de millones de estrellas que la componen. Las varias estrellas distintas que rodean la imagen de Andrómeda son en realidad estrellas en nuestra galaxia que están muy por delante del objeto de fondo.
El nuevo estudio, publicado en El diario astrofísicose basó en datos del espectrógrafo de campo integral de infrarrojo cercano (NIFS) en el telescopio Gemini North en Hawai.
Los astrónomos miden la masa de un agujero negro siguiendo el movimiento del gas y el polvo que se arremolinan a su alrededor.
Esto se puede hacer en muchas longitudes de onda, por ejemplo, midiendo las posiciones de las estrellas que orbitan cerca de un agujero negro en longitudes de onda ópticas.
El autor del estudio, Anil Seth, profesor asociado de astronomía en la Universidad de Utah, dijo que el hallazgo llena un vacío entre los agujeros negros muy grandes y los muy pequeños que se sabe que existen.
«Tenemos muy buenas detecciones de los agujeros negros de masa estelar más grandes de hasta 100 veces el tamaño de nuestro sol y agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias que son millones de veces el tamaño de nuestro sol», dijo.
“Pero no hay ninguna medida de negro entre estos, eso es una gran brecha. Este descubrimiento llena el vacío.
El estudio se basó en datos del espectrógrafo de campo integral de infrarrojo cercano (NIFS, en la foto) en el telescopio Gemini North en Hawái.
En el lado derecho de esta imagen se muestra el Observatorio Gemini en la cima del volcán Mauna Kea. En el fondo está el telescopio Canada France Hawaii
El agujero negro se encontró escondido dentro de B023-G078, un enorme cúmulo estelar en Andrómeda con una masa solar de 6,2 millones.
Durante mucho tiempo se pensó que era un cúmulo estelar globular, pero los investigadores argumentan que B023-G078 es, en cambio, un núcleo desnudo, un remanente de una pequeña galaxia que cayó en una más grande y sus estrellas exteriores fueron despojadas por las fuerzas gravitatorias.
Lo que queda atrás es un núcleo diminuto y denso que orbita alrededor de la galaxia más grande y en el centro de ese núcleo, un agujero negro.
«Anteriormente, encontramos grandes agujeros negros dentro de núcleos desnudos masivos que son mucho más grandes que B023-G078», dijo la autora principal, Renuka Pechetti, de la Universidad John Moores de Liverpool.
“Sabíamos que debe haber agujeros negros más pequeños en núcleos desnudos de menor masa, pero nunca ha habido evidencia directa.
«Creo que este es un caso bastante claro de que finalmente hemos encontrado uno de estos objetos».
Un cúmulo globular tiene un perfil de luz característico que tiene la misma forma cerca del centro que en las regiones exteriores.
Pero B023-G078 es diferente: la luz en el centro es redonda y luego se vuelve más plana al moverse hacia afuera.
La composición química de las estrellas también cambia, con más elementos pesados en las estrellas del centro que en las que están cerca del borde del objeto.
«Los cúmulos de estrellas globulares se forman básicamente al mismo tiempo», dijo el profesor Seth.
«Por el contrario, estos núcleos despojados pueden tener episodios de formación repetidos, en los que el gas cae en el centro de la galaxia y forma estrellas.
‘Y otros cúmulos de estrellas pueden ser arrastrados hacia el centro por las fuerzas gravitatorias de la galaxia.
“Es una especie de vertedero para un montón de cosas diferentes. Entonces, las estrellas en núcleos desnudos serán más complicadas que en cúmulos globulares. Y eso es lo que vimos en B023-G078.’
Los investigadores esperan observar más núcleos desnudos que puedan contener más agujeros negros de masa intermedia.
En septiembre de 2020, investigadores en Australia que trabajan como parte de una colaboración internacional que estudia las ondas gravitacionales informaron la primera observación directa de un agujero negro de masa intermedia.
Alrededor de 150 veces más pesado que nuestro Sol, nació de la fusión de dos agujeros negros más pequeños (aunque aún muy grandes) a 17 mil millones de años luz de distancia.