Agujeros negros binarios

NGC 6240 Imagen compuesta. Crédito:X-ray (NASA/CXC/SAO/E.Nardini et al); Optical (NASA/STScI

Los agujeros negros más grandes viven en los núcleos de las galaxias. Estos suelen ser muy grandes, por ejemplo Sgr A*, así se llama el de la Vía Láctea, tiene una masa de 4.000.000 masas solares. Pero hay galaxias enormes que contienen en sus núcleos agujeros negros enormes. Las medidas indicarían que sus masas superarían por más de 10 veces los mil millones de masa solares. Pero eso no es todo, el brillo de estos objetos es gigantesco y son los objetos más brillantes del Universo. Alguno de ellos son mil millones de veces más brillantes que nuestro Sol.

Muchas galaxias muestran que se están fusionando con otras, es decir, se han acercado tanto que se están mezclando las estrellas para formar una galaxia más grande que las originales. O a veces una galaxias muy grande simplemente canibaliza a un pequeño vecino que fue atraído por las fuerzas gravitatorias de la primera.

mage Credit: Hubble Legacy Archive, ESA, NASA; Processing - Martin Pugh

Image Credit: Hubble Legacy Archive, ESA, NASA; Processing – Martin Pugh

En la imagen puede verse este efecto de dos galaxias fusionándose en una. La imagen fue tomada por el telescopio Hubble y procesada por Martin Pugh. Cada galaxia original era igual a nuestra Vía Láctea y lo que vemos en la foto son las “antenas” que se producen hacia las afueras, mientras en la zona más interna ambos núcleos de galaxias se unen para formar uno nuevo.

¿Pero que es lo que pasa con los agujeros negros que habitan en esas galaxias? Estos como ya indicamos están en el centro de sus núcleos. Bueno, la teoría imperante que atraviesan una etapa de binariedad, o dicho de otra manera, rotan en una órbita cada uno alrededor del otro, como las órbitas que se observan en estrellas binarias. Esta situación continúa, hasta el momento que la energía mecánica de la órbita se disipa al interactuar con el gas circundante , y ambos agujeros negros se acercan tanto que se convierten en un único objeto más masivo, que cada uno de los originales.

Debido a que el material circundante a un agujero negro está extremadamente caliente por colisiones a muy alta velocidad (con temperaturas del orden de los millones de grados), estos son fuertes emisores en Rayos X. Telescopios como el Chandra que son nuestros ojos en Rayos X, los identifican como zonas de brillo muy intensas. A los agujeros negros más grandes históricamente se los llamó Quasars.

MRK 739 Crédito: Catálogo SSDS

MRK 739 Crédito: Catálogo SSDS

En la foto de la derecha puede apreciarse los dos núcleos de Markarian 739. Esta una galaxia de la Constelación de Leo, que se cree que es el proceso de fusión de otras dos galaxias originales. Este el segundo caso descubierto de agujeros negros binarios, el primero de ellos en las galaxia NGC 6240.

Esta semana apareció la noticia de que otro de estos quasares binarios fue descubierto. Este objeto fue descubierto utilizando el telescopio Pan-STARRS1, que se encuentra en la isla de Hawai. Este instrumento mapea vastas regiones del cielo cada tres días,  coleccionando grandes cantidades de datos para cada objeto ya que lo viene haciendo desde hace cuatro años.

Este quasar se llama PSO J334.2028+01.4075 y posee un agujero negro cuya masa se estima en 10 mil millones de masas solares y emite una señal en el óptico que es periódica y se repite cada 542 días. La señal medida es inusual porque la mayoría de las curvas de luz de los quasars no son repetitivas y menos periódicas. Sin duda, este sería el primer caso que se observa un sistema binario de este tipo con los dos agujeros negros tan cercanos.

Este descubrimiento alienta la posibilidad de encontrar otros de estos sistemas y su posterior estudio, que sin duda nos darán las pistas para entender por completo un fenómeno tan complejo sobre los agujeros negros, su evolución y como estos terminan juntándose en un sólo agujero negro.  La idea que conlleva este descubrimiento, es que los agujeros negros de los núcleos de las galaxias, se han creado por combinación de muchos agujeros negros más pequeños, creados por el colapso de estrellas. Este fenómeno habría comenzado poco después de Big Bang y continuado hasta nuestra época.

Este descubrimiento fue publicado en internet en la revista Astrophysical Journal Letters, y puede leerse el original en http://dx.doi.org/10.1088/2041-8205/803/2/L16. Links

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Carlos Feinstein

Soy astronómo de la UNLP y me fascina el estudio del Universo.

1 Comment on "Agujeros negros binarios"

  1. Según los astrónomos, dentro de unos dos millones de años ambos agujeros negros se fusionaran en uno solo emitiendo entonces enormes cantidades de energía no solo en forma de rayos X, sino como una fuente superpotente de ondas gravitacionales .

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