Un equipo internacional de astrónomos ha dado un paso adelante en la comprensión de la evolución de las galaxias y, al hacerlo, ha contado una historia escrita en los cielos.
Durante mucho tiempo ha sido un misterio cómo algunas galaxias espirales obtuvieron su agujero negro central. Al combinar observaciones visibles y de rayos X, los astrónomos ahora han descubierto rastros de lo que probablemente alguna vez fue una pequeña galaxia en forma de esfera, vista cayendo en una galaxia espiral y liberando lo que se cree que es el agujero negro del tamaño correcto.
Los hechos crean un romance cósmico, una similitud que no pasa desapercibida para el autor principal de esta nueva investigación, el profesor Alister Graham, del Centro de Astrofísica y Supercomputación de Swinburne y la enseñanza en Swinburne Astronomy Online.
Las galaxias pueden tener atracción mutua (gravitacional) entre sí. El cuerpo de una galaxia más pequeña puede desvanecerse con el tiempo, pero su corazón permanece intacto mientras cae y se asocia con una galaxia más grande.
En este caso, el corazón es un cúmulo de estrellas de un millón de unidades, visto con el Telescopio Espacial Hubble cerca del centro de la galaxia espiral NGC 4424.
Ya se sabía que NGC 4424 mostraba signos de actividad de un evento de fusión anterior. El profesor Graham dice: “La estructura en forma de barra de la galaxia está excitada y doblada. También hubo un evento de formación de estrellas hace menos de 500 millones de años. Uno puede pensar en esto como una especie de fiesta de estrellas, asociada con el anuncio de la próxima boda galáctica”.
Sin embargo, se apresura a agregar que “este parece ser un descubrimiento importante para comprender la coevolución de los agujeros negros y las galaxias”.
Un descubrimiento masivo
Esta es la primera galaxia en caída que tiene un agujero negro masivo. El descubrimiento contribuye a nuestra comprensión de cómo los agujeros negros llegan a estar dentro de las galaxias espirales.
Los astrónomos han llamado informalmente al cúmulo estelar “Nikhuli”. Recurrieron a la tribu sumi en el estado indio de Nagaland en busca de la palabra, utilizada para un período festivo en el que los descendientes de los cazadores de cabezas celebran y desean una rica cosecha y recolección. Parecía apropiado para los astrónomos, que se refieren al espacio como ‘el campo’ y cuyo descubrimiento se centra en cómo una galaxia más grande ha cosechado una galaxia más pequeña.
Lo que nos muestran las imágenes de rayos X
El profesor Roberto Soria, coautor de la Academia de Ciencias de China, obtuvo una imagen del Observatorio de rayos X Chandra que muestra una fuente de rayos X de alta energía que emana del cúmulo estelar extendido que se ve en la imagen del Hubble.
“Es probable que estemos viendo actividad alrededor de un agujero negro dentro de lo que era el cúmulo estelar ubicado en el centro de la galaxia que cae”, dice Soria.
Aunque se encuentra a 50 millones de años luz de distancia, cada metro cuadrado de la Tierra está bañado en rayos X de este agujero negro activo aproximadamente cada 80 segundos. El punto de acceso de rayos X está a solo 1300 años luz del centro de NGC 4424, una galaxia de unos sesenta mil años luz de diámetro.
El cuerpo principal de la galaxia más pequeña, que una vez albergó el resistente cúmulo estelar, ahora está contribuyendo a un “bulto” interno de estrellas por encima y por debajo del disco de la galaxia espiral, que contiene la barra y el patrón espiral.
Ampliando nuestro conocimiento del universo.
La mejor estimación del equipo para la masa del agujero negro es setenta mil veces la masa de nuestro Sol. Esta masa lo convierte en un candidato para la población en gran parte perdida de agujeros negros de “masa intermedia” con masas mayores que las estrellas y más pequeñas que los agujeros negros supermasivos que se sabe que residen en los centros de las galaxias gigantes, como M87, que a menudo se recuerda como el famosa primera imagen de un agujero negro, tomada por el Event Horizon Telescope.
“Esto en sí mismo es emocionante”, dice Graham. “Además, esta masa está a la par con la esperada en el centro de NGC 4424”.
“Es posible que estemos presenciando un mecanismo de suministro de agujeros negros a las galaxias espirales”, dice el Dr. Ben Davis, coautor del campus de la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi.
“Además, las colisiones potenciales con otros agujeros negros hacen de este un escenario ideal para la emisión de ondas gravitacionales de longitud de onda larga que se propagan por el espacio”, dice Davis.
El siguiente paso
El profesor Graham, el profesor Soria y el Dr. Davis están decididos a encontrar más galaxias descendentes que contengan agujeros negros en su camino para responder cómo los agujeros negros llegan a estar dentro de las galaxias espirales.
El profesor Graham y el Dr. Ben Davis también son miembros del Consorcio LISA, cuya antena espacial de interferómetro láser, también conocida como LISA, y las misiones espaciales chinas TianQin (天琴计划) están trabajando para descubrir eventos relacionados con la colisión de grandes agujeros negros.
Quizás sus futuros descubrimientos puedan ser la secuela romántica, similar a algo que Sheldon de “The Big Bang Theory” podría haber escrito.
