Galaxias en fusión cubren los agujeros negros de gas y polvo

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ESA / ATG medialab

Impresión de artista de un agujero negro a juntar material pornográfico en un disco de materia.

Los agujeros negros tienen una mala reputación en la cultura popular porque tragan todo lo que consiguen atrapar. En realidad, las estrellas, gases y polvo pueden orbitar los agujeros negros durante largos períodos de tiempo, hasta que una gran perturbación empuja este material.

La fusión entre dos galaxias es una de esas perturbaciones. A medida que las galaxias se forman y sus agujeros negros centrales se acercan, el gas y el polvo en las inmediaciones son empujados a sus respectivos agujeros negros.

En el proceso es libera una enorme cantidad de radiación altamente energética a medida que el material tuerce en espiral rápidamente en dirección al agujero negro hambriento, que se convierte en lo que los astrónomos llaman núcleo galáctico activo (NGA).

Usando el telescopio NuSTAR de la NASA, un estudio muestra que en las etapas finales de fusiones galácticas, cae tanto gas y polvo, en dirección al agujero negro, que el NGA muy brillante, se encuentra envuelto y cubierto de esa polvo estelar.

El efecto combinado de la gravedad de las dos galaxias disminuye las velocidades de rotación del gas y del polvo que, de otra forma, estarían girando libremente. Esta pérdida de energía hace que el material caiga sobre el agujero negro.

“Cuanto más desarrollada está la fusión, más encubierto estará el NGA”, comenta Claudio Ricci, autor principal del estudio publicado en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society. “Las galaxias que están en una fase avanzada de este proceso de fusión tienen sus agujeros negros completamente cubiertos por un capullo de gas y polvo.”

NAOJ

el Crecimiento de los agujeros negros supermassivos en dos tipos diferentes de galáxias. Un agujero negro supermasivo en crecimiento, en una galáxia normal, habría gás y polvo en una estructura en forma de donut en su alrededor (izquierda). Una galáxia en fusãuna esfera de material oscurece el agujero negro (derecha).

el Crecimiento de los agujeros negros supermassivos en dos tipos de galaxias. Un agujero negro supermasivo en crecimiento, en una galaxia normal, habría de gas y polvo en una estructura en forma de donut en su alrededor (izquierda). En una galaxia en la fusión, una esfera de material oscurece el agujero negro (derecha).

Ricci y sus colegas observaron la emisión penetrante de rayos X altamente energéticos de 52 galaxias. Cerca de la mitad de ellos estaban en las etapas finales de la fusión. Dado que el NuSTAR es muy sensible a la detección de los rayos-X más energía, es fundamental para establecer la cantidad de luz que escapa de la esfera de gas y polvo que cubre un NGA.

Los científicos compararon las observaciones de galaxias por NuSTAR con datos de Swift y Chandra, de la NASA y el XMM-Newton de la ESA, que observan componentes menos energéticos del espectro de rayos-X.

Si se detectan rayos X altamente energéticos de una galaxia, pero no los rayos-X de baja energía, esto es un signo de un NGA altamente obscurecido.

El estudio ayuda a confirmar la idea de larga data de que el agujero negro de un NGA hace la la mayor parte de su alimentación mientras está envuelto, durante las últimas etapas de una fusión.

“Un agujero negro supermasivo crece rápidamente durante estas fusiones”, comenta Ricci. “Los resultados avanzan a nuestra comprensión de las misteriosos orígenes de la relación entre un agujero negro y su galaxia huésped.”

(Why?)

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