Los astrónomos han visto un agujero negro supermasivo rebelde que atraviesa el espacio

Los astrónomos han visto un agujero negro supermasivo rebelde que atraviesa el espacio

Imagen que ilustra un agujero negro
Crédito: Pixabay

Hay evidencia de un agujero negro supermasivo rebelde que atraviesa el espacio e interactúa con el medio circungaláctico, según investigadores de Canadá, Australia y los Estados Unidos (CGM). El gigante también provoca ondas de choque y comienza la formación de estrellas.

La identificación de SMBH de pista es de interés obvio pero difícil. Hay varias formas de que un agujero negro supermasivo (SMBH) escape del centro de una galaxia. La primera etapa es siempre una fusión de galaxias, formando un SMBH binario. Si un tercer SMBH llega al centro de la galaxia antes de que el binario se fusione, una interacción de tres cuerpos puede impartir una alta velocidad a uno de los SMBH que lo lleve a escapar del núcleo.

Sin embargo, a pesar de sus fundamentos teóricos, es difícil rastrear estos SMBH deshonestos. En 2021, los astrónomos descubrieron uno de los principales contendientes, a 230 millones de años luz de distancia.

Los autores vieron un movimiento y una velocidad inusuales, lo que indica una perturbación reciente. Sin embargo, no pudieron determinar si habían presenciado un evento de retroceso de ondas gravitacionales, un sistema de doble agujero negro o una fusión de galaxias en curso.

Hay algunos métodos por los cuales los astrónomos pueden detectar un SMBH fuera de control. El método más fácil es averiguar si el agujero puede reconocerse por su luminosidad como un núcleo galáctico activo que absorbe materia.

Los científicos han notado, «Para tales objetos, la presencia de un SMBH está fuera de toda duda, pero puede ser difícil determinar si son agujeros negros ‘desnudos’ o núcleos galácticos fundidos».

La masa de estrellas que el agujero rebelde arrastra detrás de él es otra forma. Cuando se expulsa un SMBH, algunas estrellas son arrastradas por su poderosa fuerza gravitacional. Aún así, la falta de luminosidad de un AGN hace que sea difícil distinguir el agujero y sus compañeras estelares distantes.

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El impacto de un presunto SMBH rebelde en el gas difuso en el Medio Circumgaláctico (CGM) a medida que pasa a través de él es una tercera técnica para que los astrónomos lo identifiquen.

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Los científicos han notado, «La interacción de un agujero negro supermasivo desbocado con el CGM puede conducir a la formación de una estela de gas impactado y estrellas jóvenes detrás de él. Su artículo informa que el descubrimiento casual de una característica lineal en las imágenes de la Cámara Avanzada para Sondeos del Hubble podría ser uno de esos velorios.

Un SMBH crea un frente de choque sustancial y una estela a medida que pasa a través del hidrógeno ionizado en el CGM. Las nubes de gas impactadas pueden enfriarse y formar estrellas que parecen nudos en el rastro después. Se examinaron tres de los nodos del elemento lineal y los científicos determinaron su edad y metalicidad.

De acuerdo con la teoría y la simulación, las estrellas más jóvenes que se forman en la estela deberían tener menos de 30 millones de años. Los tres nodos pertenecen al rango de edad sugerido por los modelos, según las mediciones de sus atributos realizadas por los investigadores. Además, sus metalicidades y contenidos de polvo están dentro del rango.

Si la galaxia anfitriona ha expulsado un SMBH, la galaxia debería mostrar signos de perturbación. Los SMBH son extraordinariamente masivos y tal masa no puede moverse a través de una galaxia sin darle forma. El equipo examinó la galaxia que generó el SMBH rebelde y descubrió que su morfología estaba alterada.

Científicos anotado, “Hay, sin embargo, otra posible explicación para la característica lineal. Podría ser un jet de agujero negro en lugar de un SMBH rebelde. En las condiciones adecuadas, los chorros de agujeros negros también pueden arrojar gas al CGM, lo que lleva a la formación de estrellas. Hay dos ejemplos vecinos bien estudiados de chorros que desencadenan la formación de estrellas. Uno de ellos se llama Objeto de Minkowski.

«La explicación del chorro del agujero negro es posible, pero dicen que tiene demasiados problemas. Las líneas de emisión visibles no son una propiedad de los chorros del agujero negro y no hay evidencia de actividad nuclear. También hay un problema con la morfología. El problema es que la morfología de la característica no coincide con las simulaciones u observaciones de la formación estelar inducida por chorros.

«Eligen un SMBH con fugas como la mejor explicación para los datos y las observaciones».

«Las relaciones de línea, los colores y la morfología general son consistentes con un SMBH expulsado que se mueve a alta velocidad en el CGM mientras inicia la formación estelar».

«La localización de los agujeros negros sería una prueba irrefutable de esta conclusión. La prueba irrefutable de este escenario sería la identificación inequívoca de los propios agujeros negros.

«Estos son candidatos para ‘sistemas estelares hipercompactos’, SMBH envueltos en estrellas y gases que escaparon con ellos».

«Los datos más profundos, por ejemplo, de JWST NIRSPEC IFU, pueden mostrar las líneas de emisión anchas esperadas, fuertemente desplazadas hacia el rojo o hacia el azul, del gas ionizado unido a los agujeros negros. Dichos datos también podrían resolver espacialmente los flujos, los choques y la formación estelar. cerca de.»

«De cara al futuro, la morfología de la característica en las imágenes del HST es tan sorprendente que no debería ser demasiado difícil encontrar otros ejemplos, si existen. Los datos futuros del Telescopio Nancy Grace Roman se pueden buscar con algoritmos automatizados.

Referencia de la revista:

  1. Pieter van Dokkum et al., candidato a agujero negro supermasivo fugitivo identificado por choques y formación estelar a su paso, arXiv (2023). YO: 10.48550/arxiv.2302.04888
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