Un nuevo método para pesar agujeros negros gigantes

¿Cómo pesar los mayores agujeros negros del universo? Una respuesta puede que haya llegado ahora procedente de una técnica nueva e independiente que los científicos de la Universidad de California (UC) en Irvine y otros científicos han desarrollado usando datos del Observatorio de rayos-X Chandra de la NASA.

Midiendo un puco en la temperatura del gas caliente en el centro de la galaxia elíptica gigante NGC 4649, los científicos han determinado la masa del agujero negro supermasivo galáctico. El método, aplicado por primera vez, ofrece resultados que son consistentes con una técnica tradicional.

Fuente | Ciencia kanija
Los astrónomos han estado buscando distintas formas independientes de pesar con precisión los agujeros negros supermasivos de mayor tamaño, es decir, aquellos que pesan miles de millones de veces la masa del Sol. Hasta ahora, los métodos usados se basaban en la observación del movimiento de las estrellas o del gas en un disco cercano a tales agujeros negros.

“Este es un trabajo tremendamente importante dado que los agujeros negros pueden ser esquivos, y sólo hay un par de formas de pesarlos con precisión”, dijo Philip Humphrey, líder del estudio y científicos ayudante en el proyecto en el Departamento de Física y Astronomía de la UCI. David Buote, profesor asociado de física y astronomía en la UCI también trabajó en este estudio.

“Es asegurarnos de que dos formas distintas de medir las masa de un gran agujero negro ofrecen respuestas similares”, dijo Humphrey.

NGC 4649 es actualmente una de sólo un puñado de galaxias para las que la masa de un agujero negro supermasivo se ha medido usando dos métodos distintos.

Además, esta nueva técnica de rayos-X confirma que el agujero negro supermasivo de NGC 4649 es uno de los mayores en el universo local con una masa aproximada de 3400 millones de veces la del Sol, 1000 veces mayor que el agujero negro en el centro de nuestra galaxia.

La nueva técnica aprovecha la influencia gravitatoria que el agujero negro tiene sobre el gas caliente cercano al centro de la galaxia. Conforme el gas se acerca lentamente al agujero negro, se comprime y calienta.

Esto causa un pico en la temperatura del gas muy cerca del centro de la galaxia. Cuanto más masivo sea el agujero negro, mayor será el pico de temperatura detectado por Chandra.

Este efecto se predijo por dos de los coautores — Fabrizio Brighenti de la Universidad de Bolonia en Italia, y William Mathews de la Universidad de California en Santa Cruz – hace casi 10 años, pero esta es la primera vez que se ha observado y usado.

“Es maravilloso ver por fin pruebas convincentes de los efectos de los enormes agujeros negros que nosotros esperábamos”, dijo Brighenti. “Estamos entusiasmados por que nuestra técnica funcione justo igual de bien que las aproximaciones tradicionales para el pesado de agujeros negros”.

El agujero negro de NGC 4649 está en un estado en el que no parece estar atrayendo material rápidamente hacia su horizonte de eventos, ni generando copiosas cantidad de luz conforme crece. Por tanto, la presencia y masa del agujero negro central tiene que estudiarse de forma más indirecta rastreando sus efectos sobre las estrellas y gas de los alrededores.

Esta técnica está adecuada para los agujeros negros en esta condición.

“Los monstruosos agujeros negros como este generan espectaculares eventos de luz en el universo joven y lejano, pero no en el universo local”, dijo Humphrey. “Por tanto, no podemos esperar aplicar nuestro método a otras galaxias cercanas que albergan tales agujeros negros discretos”.

Estos resultados aparecerán en un próximo ejemplar de la revista The Astrophysical Journal.