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Se ha encontrado un agujero negro monstruoso con 40 mil millones de veces la masa del sol

Se ha encontrado un agujero negro monstruoso con 40 mil millones de veces la masa del sol

Si contemplar el gran tamaño de los objetos astronómicos te hace sentir insignificante e insignificante, entonces este nuevo descubrimiento te hará sentir positivamente infinitesimal.

Es casi imposible imaginar un objeto tan grande: un agujero negro supermasivo que es 40 mil millones de veces más masivo que nuestro Sol. Pero ahí está, sentado en el centro de una galaxia elíptica súper gigante llamada Holmberg 15A. Holmberg 15A está a unos 700 millones de años luz de distancia, en el centro del cúmulo de galaxias Abell 85.

Este gigante ha estado en la mira de los astrónomos antes. Anteriormente, su masa se estimaba en 310 mil millones de veces la masa del Sol, un tamaño casi inconcebible. Pero esa estimación se basó en mediciones indirectas. En este nuevo estudio, los astrónomos rastrearon el movimiento de las estrellas alrededor del agujero negro y obtuvieron 40 mil millones de veces la masa del Sol.

Dado que esta nueva medición se basa en la observación directa, es más precisa.

El estudio que describe esta nueva medición se ha enviado a The Astrophysical Journal, pero aún no se ha revisado por pares. Se titula "Un agujero negro de 40 mil millones de masas solares en el núcleo extremo de Holm 15A, la galaxia central de Abell 85".

El documento se basa en solo dos noches de observaciones con el instrumento Explorador espectroscópico de unidades múltiples (MUSE) en el Very Large Telescope (VLT) de ESO en el Observatorio Paranal en el norte de Chile. Utilizando modelos y observaciones, el equipo de astrónomos detrás de este trabajo observó la cinemática estelar de las estrellas que orbitan el agujero. Dicen que este agujero negro es un récord. "… el SMBH en el centro de Holm 15A es el agujero negro más dinámicamente determinado hasta ahora".

Impresión artística de dos agujeros negros fusionados, que se ha teorizado como una fuente de ondas gravitacionales. El SMBH en Holm 15A es muy probablemente el resultado de una fusión de dos agujeros negros. Crédito: Bohn, Throwe, Hébert, Henriksson, Bunandar, Taylor, Scheel / SXSImpresión artística de dos agujeros negros fusionados, que se ha teorizado como una fuente de ondas gravitacionales. El SMBH en Holm 15A es muy probablemente el resultado de una fusión de dos agujeros negros. Crédito: Bohn, Throwe, Hébert, Henriksson, Bunandar, Taylor, Scheel / SXS

Para ser claros, este no es el SMBH más masivo jamás encontrado. Ese título, al menos por ahora, pertenece al Ultra Massive Black Hole (UMBH) en el centro de TON 618, un cuásar extremadamente luminoso a más de 10 mil millones de años luz de distancia. Ese gigante es 66 mil millones de veces más masivo que el Sol. Pero ese UMBH se midió indirectamente, por lo que su medición de masa podría revisarse.

Es difícil imaginar algo que sea 40 mil millones de veces más masivo que el Sol. Para ponerlo en perspectiva, imagine este SMBH situado en el centro de nuestro Sistema Solar, donde está el Sol. Si estuviera allí, se extendería a Plutón y mucho más allá.

Plutón está a unas 40 unidades astronómicas (UA) del Sol. Y el cinturón de Kuiper se extiende a aproximadamente 50 UA. La heliopausa está a aproximadamente 123 UA del Sol. Pero este SMBH se extendería hasta aproximadamente 790 UA. Eso se está acercando al comienzo de la Nube de Oort, que comienza en algún lugar alrededor de 1000 UA.

Esta imagen no está a escala, por razones obvias. Pero muestra las ubicaciones de hitos de distancia en nuestro Sistema Solar en Unidades Astronómicas. Si este SMBH recién medido estuviera en la posición del Sol, se extendería más allá de la heliopausa y se acercaría a la Nube de Oort. Crédito de imagen: NASA / JPL-Caltech - http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA17046, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=28366203.Esta imagen no está a escala, por razones obvias. Pero muestra las ubicaciones de hitos de distancia en nuestro Sistema Solar en Unidades Astronómicas. Si este SMBH recién medido estuviera en la posición del Sol, se extendería más allá de la heliopausa y se acercaría a la Nube de Oort. Crédito de imagen: NASA / JPL-Caltech – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA17046, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=28366203.

No es solo el tamaño de SMBH lo que es notable. Según otros métodos de medición, es incluso más grande de lo esperado. "El SMBH de Holm 15A no solo es el más masivo hasta la fecha, también es de cuatro a nueve veces más grande de lo esperado dada la masa estelar abultada de la galaxia y la dispersión de la velocidad estelar de la galaxia", dijeron los autores en su artículo.

Pero, ¿cómo se hizo tan grande este SMBH?

Probablemente se formó cuando dos galaxias de tipo temprano (ETG) se fusionaron. En este caso, ambos ETG habrían tenido núcleos agotados, lo que significa que no hay muchas estrellas allí. Este tipo de fusión es probablemente raro, según los autores, y explica por qué esta bestia es tan notable.

También es posible que el SMBH de Holm 15A sea el resultado de una fusión entre más de dos ETG. "… si Holm 15A experimentó alguna evolución acelerada temprana en el pasado, entonces podría ser que no solo estaba involucrado un agujero negro binario, sino posiblemente un escenario más complicado con múltiples agujeros negros".

El equipo de astrónomos tiene la intención de continuar su trabajo. Piensan que su análisis detallado puede revelar más información sobre la historia de fusión de galaxias masivas y los agujeros negros en sus centros.

Cuando se trata de la fusión de agujeros negros, el Observatorio LIGO es nuestra mejor apuesta para detectarlos.

“Por el momento, Holm 15A es solo el primer ETG masivo con un núcleo casi exponencial que se ha investigado dinámicamente en detalle. Los modelos dinámicos y las descomposiciones fotométricas de otras galaxias similares podrían ayudar a arrojar más luz sobre las preguntas relacionadas con su formación y evolución ".

Es posible que sigamos encontrando agujeros negros cada vez más grandes, y que necesitemos seguir inventando nuevos nombres para las categorías de tamaño. Hemos tenido agujeros negros, luego agujeros negros supermasivos, y ahora agujeros negros ultra masivos.

Algunos astrofísicos dicen que probablemente haya un límite en cuanto al tamaño que puede tener un agujero negro antes de que su disco de gas se colapse y deje de crecer. Ese límite es de aproximadamente 50 mil millones de masas solares. Pero si se fusionan dos agujeros negros que ya han alcanzado ese límite, entonces puede ser posible un UMBH que tenga hasta 100 mil millones de masas solares.

Eso es casi inconcebible. Y si tres agujeros negros pudieran fusionarse, ¿qué significa eso para los límites de masa de agujeros negros?

En cualquier caso, hay mucho trabajo por hacer antes de que realmente comprendamos de dónde provienen estos gigantes y cuán masivos pueden llegar a ser. El Observatorio LIGO ha detectado 10 fusiones de pares de agujeros negros a partir de 2018, y dicen que eventualmente pueden detectar uno por semana. Por lo tanto, no faltan oportunidades para estudiarlos.

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