Una encuesta para revelar la mayoría invisible del universo acaba de presentar un tesoro de agujeros negros Eso puede ayudar a resolver uno de los misterios más grandes del cosmos.
Al acecho en los centros de las galaxias enanas moteado en todo el espacio, los astrónomos han encontrado 2.444 agujeros negros activos, sorbiendo la materia de material a su alrededor. Y, aún más sorprendentemente, 298 de estos parecen ser esa esquiva bestia, la agujero negro de masa intermedia: durante mucho tiempo se considera un vínculo faltante entre los agujeros negros de masa estelar y los gigantes supermasivos.
Esto es casi triple el número de previamente conocido agujero negro de masa intermedia (IMBH) Candidatos, que representan el mayor recorrido hasta la fecha, un descubrimiento que tiene enormes implicaciones para nuestra comprensión de cómo los agujeros negros llegan a las masas equivalentes a millones o miles de millones de soles.
“La muestra estadística de los candidatos de núcleo galáctico activo enano”, “, Los investigadores escriben“Será invaluable para abordar varias preguntas clave relacionadas con la evolución de la galaxia en las escalas más pequeñas, incluidos los modos de acumulación en galaxias de baja masa y la evolución conjunta de galaxias y sus agujeros negros centrales”.
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Los agujeros negros supermasivos se pueden encontrar en los centros de todas las galaxias grandes y bien formadas. Son los núcleos en torno a los que giran las galaxias, y sus masas son tremendas. El agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Lácteapor ejemplo, es 4.3 millones de veces la masa del sol. Eso está en el extremo inferior de la escala de masa; estas bestias pueden alcanzar masas que son Decenas de miles de millones de masas solares.
No sabemos cómo estos agujeros negros crecen tan grandes. Los modelos teóricos actuales proponen que una vía es el crecimiento a través de la acumulación y las fusiones, creciendo con sus galaxias; Pero nuestra tecnología actual no nos permite ver las “semillas” de estos agujeros negros en el universo temprano. Simplemente son demasiado pequeños y demasiado tenues.
Sin embargo, lo que podemos hacer es buscar galaxias pequeñas equivalentes con pequeños agujeros negros en el universo local. Y, usando el Energía oscura Instrumento espectroscópico (Desi), un instrumento diseñado para examinar el universo, esto es lo que un equipo dirigido por el astrónomo Ragadeepika Pucha de la Universidad de Utah ha hecho.
En su primer año de operaciones, el Observatorio Terrestrial recolectó observaciones de 114,496 galaxias enanas, con lo suficientemente alto en detalle como para que los astrónomos puedan acercarse y estudiar sus centros de cerca, buscando signos de agujeros negros que se alimentan activamente, conocidos como un núcleo galáctico activo activo .
“Cuando un agujero negro en el centro de una galaxia comienza a alimentarse, desata una gran cantidad de energía en sus alrededores, transformándose en lo que llamamos un núcleo galáctico activo”, Pucha dice. “Esta actividad dramática sirve como un faro, lo que nos permite identificar agujeros negros ocultos en estas pequeñas galaxias”.
El número de núcleos galácticos activos que identificaron en las galaxias enanas – 2,444 – representaban el 2.1 por ciento de la muestra de galaxia enana total. Ese es un gran número, casi cuatro veces mayor que la fracción que se encuentra en encuestas anteriores.
Esto significa que es probable que haya muchos más agujeros negros supermasivos de baja masa de los que habíamos podido explicar en función de los datos anteriores.
Las observaciones fueron tan detalladas que el equipo pudo usarlas para tratar de calcular las masas de los agujeros negros que estaban viendo. A partir de estos cálculos, los investigadores identificaron a casi 300 candidatos IMBH, sentados entre alrededor de 100 y 100,000 veces la masa del Sol.
Los agujeros negros en este régimen masivo son muy buscados por los astrónomos, porque son sorprendentemente raros. Sabemos que una estrella masiva y moribunda puede producir un agujero negro, pero el masa superior para estos objetos de una sola estrella son algunas decenas de masas solares. Lo que no tenemos es una buena muestra de objetos que explican cómo estos (relativamente) pequeños agujeros negros pueden crecer hasta el tamaño supermasivo.
Sabemos que los agujeros negros pueden fusionarse para producir agujeros negros más grandes. Un muestreo realmente sólido de IMBH en esa brecha de masa contribuiría en gran medida a ayudar a resolver al menos parte del misterio, dándonos un montón de evidencia de que el proceso puede, eventualmente, producir algunas unidades absolutas de agujeros negros.
El nuevo recorrido del equipo puede darnos este muestreo. Anteriormente, solo se habían identificado alrededor de 100 a 150 candidatos IMBH. El trabajo de Pucha y sus colegas nos ofrece 151 candidatos seguros y 147 candidatos tentativos. Por lo menos, parece haber más que duplicado el catálogo anterior.
Y ya está derribando nuestras expectativas. Solo 70 de los candidatos de IMBH que encontraron estaban en galaxias enanas. El resto estaba pasando el rato en galaxias normales. Esto sugiere que la coevolución de los agujeros y las galaxias negras puede no ser tan Simple como pensábamos.
Y eso es solo de los primeros datos de Desi. Hay mucho más esperando ser descubierto, y muchas preguntas aún por responder.
“Por ejemplo, ¿hay alguna relación entre los mecanismos de formación de agujeros negros y los tipos de galaxias que habitan?” Pucha dice. “Nuestra riqueza de nuevos candidatos nos ayudará a profundizar en estos misterios, enriqueciendo nuestra comprensión de los agujeros negros y su papel fundamental en la evolución de las galaxias”.
La investigación ha sido publicada en The Astrophysical Journal.