Hallan un posible ¡®eslab¨®n perdido¡¯ de los agujeros negros supermasivos

Un nuevo estudio liderado por una investigadora espa?ola ha descubierto uno de los pocos agujeros negros de masa intermedia que se conocen hasta el momento. Este hallazgo puede ayudar a resolver, entre otras, cuestiones acerca de los mecanismos que permitieron la formaci¨®n de agujeros negros supermasivos en la juventud de nuestro universo.

Un agujero negro es una regi¨®n del espacio en cuyo interior hay una concentraci¨®n de masa lo suficientemente grande para generar una atracci¨®n gravitatoria tan fuerte que ninguna part¨ªcula ni radiaci¨®n electromagn¨¦tica, incluyendo la luz, puede escapar de ella.

Los agujeros negros de masa intermedia constituyen una especie de ¡®eslab¨®n perdido¡¯ entre los relativamente peque?os agujeros negros de masa estelar ¨C con tama?os de unos diez a cincuenta veces la masa de nuestro Sol ¨C y los agujeros negros supermasivos que aglutinan varios millones de veces la masa solar. El que han descubierto ahora tiene cincuenta mil veces la masa del sol. Su nombre cient¨ªfico es NGC-2276-3c y se encuentra relativamente cerca en nuestro vecindario gal¨¢ctico, a unos cien millones de a?os luz de la Tierra. Sus descubridores han publicado el hallazgo en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Seg¨²n la cient¨ªfica espa?ola Mar Mezcua, quien ha liderado el estudio desde el Centro para la Astrof¨ªsica Harvard-Smithsonian y anteriormente desde el Instituto de Astrof¨ªsica de Canarias, ¡°los astr¨®nomos llevan mucho tiempo buscando pistas que permitan comprender c¨®mo se forman y crecen los agujeros negros ¨Cespecialmente aquellos de mayor masa¨C pues se sabe que existen desde que el universo era muy joven. La posibilidad de que los agujeros negros de masa intermedia actuasen como como semillas que permitieron el crecimiento acelerado de los agujeros negros supermasivos era una de las posibilidades¡±. A la luz de este estudio esa teor¨ªa parece m¨¢s plausible.

Sin embargo, estos objetos resultan dif¨ªciles de encontrar y estudiar por varias razones. ¡°Se espera que los agujeros negros de masa intermedia se generen en el n¨²cleo de las galaxias peque?as¡± explica Mezcua, ¡°pero normalmente estas galaxias no son homog¨¦neas y resulta dif¨ªcil identificar su n¨²cleo lo cual dificulta la b¨²squeda. Adem¨¢s, estos agujeros negros emiten una se?al mucho m¨¢s d¨¦bil que los agujeros negros supermasivos por lo que hasta ahora se ha confirmado menos de una decena de casos y este es tan s¨®lo el segundo que se encuentra en un brazo de una galaxia en lugar de en su centro¡±.

Para realizar el descubrimiento, Mezcua y su equipo observaron de manera casi simult¨¢nea este objeto usando el observatorio espacial de rayos X Chandra de la NASA y la red europea de telescopios EVN que combina datos de radiotelescopios de toda Europa y es uno de los recursos m¨¢s potentes con los que cuentan los astr¨®nomos para estudiar emisiones en ondas de radio.

¡°Como no podemos observar los agujeros negros de manera directa, para estudiarlos observamos la materia que los rodea y los alimenta¡±, explica Mezcua. ¡°En los agujeros negros supermasivos esta materia se calienta tanto que emite rayos X que podemos detectar con sat¨¦lites como Chandra. Algunos de estos agujeros negros tambi¨¦n expulsan chorros de plasma ¨C part¨ªculas que se mueven casi a la velocidad de la luz ¨C y que estudiamos gracias a que emiten ondas de radio¡±.

"Hemos hallado que NGC 2276-3c tiene caracter¨ªsticas tanto de los agujeros negros de masa estelar como de los supermasivos" ha declarado Andrei Lobanov, investigador del instituto Max Planck de Radioastronom¨ªa y uno de los co-autores del estudio. "En otras palabras, este objeto es el que nos permite establecer un lazo familiar entre unos y otros¡±.

Un hallazgo que sorprendi¨® a los investigadores fue comprobar que la presencia del agujero negro reci¨¦n descubierto parece haber detenido la formaci¨®n de nuevas estrellas en sus inmediaciones. Anteriormente se hab¨ªa observado este fen¨®meno en simulaciones para los agujeros supermasivos, pero no se sab¨ªa que los agujeros negros de masa intermedia pudieran tener esta capacidad. Esta capacidad de influencia de los agujeros negros en su medio cercano podr¨ªa tener implicaciones en el estudio la evoluci¨®n de las galaxias.

En cuanto a su formaci¨®n, los astr¨®nomos creen que los agujeros negros de masa intermedia se pueden crear por distintos mecanismos. Entre ellos la muerte de estrellas muy masivas de vida muy corta, el colapso gravitatorio de discos de gas pre-gal¨¢ctico, o bien el colapso de grupos de estrellas muy densos que posteriormente podr¨ªan crecer bien absorbiendo a otros cuerpos menores o tras absorber gases de su entorno durante periodos muy largos de tiempo.

Para el futuro Mezcua se propone continuar con la caza de m¨¢s objetos de este tipo. ¡°Un s¨®lo agujero negro nos dice muy poco acerca de la formaci¨®n y evoluci¨®n de estos cuerpos. Para poder saber m¨¢s al respecto necesitamos estudiar muchos m¨¢s casos. Actualmente estamos analizando los datos recogidos por el sondeo COSMOS, y ya hemos encontrado m¨¢s de ochocientas galaxias que han sufrido colisiones y que, por tanto, podr¨ªan contener agujeros negros de masa intermedia. Cuando tengamos una muestra suficientemente grande podremos saber qu¨¦ teor¨ªa sobre su formaci¨®n es la m¨¢s probable¡±.