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✨Descubren un agujero negro en retroceso durante una investigación cósmica

Viernes 1 de Abril de 2016



La evidencia de un agujero negro en retroceso se ha encontrado con los datos del Observatorio de rayos X Chandra, XMM-Newton, el Telescopio Espacial Hubble (HST), y varios telescopios terrestres. Un nuevo documento informa de que este agujero negro en retroceso fue causado ya sea por un efecto de catapulta producido en un sistema triple de agujeros negros, o de los efectos de las ondas gravitacionales producidas después de que dos agujeros negros supermasivos se fusionaron unos pocos millones de años antes. El descubrimiento de este objeto, con sede en esta imagen compuesta, proviene de una investigación, de longitud de onda múltiple grande, conocida como la Investigación de Evolución Cósmica (COSMOS). De las 2.600 fuentes de rayos X que se encontraron en el cosmos, sólo CID-42 está situado en una galaxia aproximadamente a 3,9 millones de años luz de distancia de la Tierra, que coincide con dos fuentes muy cercanas ópticas y compactas. En esta imagen, la fuente de rayos X detectada por Chandra es de color azul, mientras que los datos del Hubble se ven en oro. Las dos fuentes blancas cerca del centro de la imagen se ven en los datos ópticos del HST, pero están demasiado cerca para que Chandra pueda separarlas.

La cola larga de la galaxia sugiere que se ha producido una fusión de galaxias hace relativamente poco tiempo, sólo unos pocos millones de años antes. Los datos del Very Large Telescope y el telescopio Magellan dan evidencia de que hay una gran diferencia de velocidad entre las dos fuentes ópticas de al menos aproximadamente tres millones de millas por hora. El espectro de rayos X de Chandra y XMM-Newton proporcionan información adicional sobre CID-42. La absorción del gas rico en hierro muestra que el gas se está alejando de nosotros rápidamente en comparación al resto de la galaxia. Este podría ser el gas que hay entre nosotros y uno de los agujeros negros que se precipita al agujero negro principal, o podría ser gas en el lado más alejado del agujero negro que está siendo expulsado lejos.

Tomados en conjunto, estos elementos de información permiten dos escenarios diferentes para lo que está sucediendo en este sistema, y la naturaleza de las dos fuentes ópticas en el centro de la imagen. En el primer escenario, los investigadores suponen que un triple encuentro de agujeros negros fue producido por un proceso de dos pasos. En primer lugar, una colisión entre dos galaxias que creó una galaxia con dos agujeros negros en una órbita cercana. Antes de que estos agujeros negros pudieran fusionarse, se produjo otra colisión de galaxias, y otro agujero negro supermasivo se precipitó en espiral hacia los dos agujeros negros ya existentes. La interacción entre los tres agujeros negros resultó que el más pequeño es expulsado. En este caso, la fuente en la parte inferior izquierda de la pareja central de fuentes ópticas es un núcleo galáctico activo (AGN) alimentado por material que está siendo arrastrado y se precipita sobre el agujero negro supermasivo sin poder escapar. La fuente en la parte superior derecha de la pareja central es un AGN que contiene el agujero negro que resultó de la fusión de los dos agujeros negros restantes.

En este escenario tirachinas, la absorción de rayos X de alta velocidad puede ser explicada como un viento de alta velocidad que sopla lejos del AGN en la parte superior derecha que absorbe la luz del AGN en la parte inferior izquierda. Sobre la base de su espectro óptico, se cree que el AGN en la parte superior derecha es oscurecida por un ataque de polvo y gas. En casi todos los casos un viento de un AGN sería indetectable, pero aquí está iluminada por el otro AGN, dando la primera evidencia de que existen vientos rápidos en la invisivilidad AGN. Una explicación alternativa propone una fusión entre dos agujeros negros supermasivos en el centro de la galaxia. La asimetría de las ondas gravitacionales emitidas en este proceso hizo que el agujero negro resultante de la fusión fuera expulsado del centro de la galaxia. En este escenario, el agujero negro eyectado es la fuente puntual en la parte inferior izquierda de la pareja central y un grupo de estrellas que deja atrás en el centro de la galaxia situadas en la parte superior derecha. La absorción de rayos X observada sería causada por el gas que cae en el agujero negro en retroceso.

Futuras observaciones pueden ayudar a eliminar o confirmar la teoría de uno de estos escenarios. Un equipo de investigadores dirigido por Francesca Civano y Martin Elvis del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA). El segundo escenario, en relación con el retroceso de un agujero negro súper masivo causado por una falta de ondas gravitacionales, recientemente se ha propuesto por Peter Jonker del Instituto Holandés para la Investigación Espacial en Utrecht como una posible explicación de una fuente en una galaxia diferente. En este estudio, dirigido por Peter Jonker del Instituto Holandés para la Investigación Espacial en Utrecht, una fuente de rayos X de Chandra fue descubierta aproximadamente a diez mil años luz, lejos del centro de una galaxia. Tres posibles explicaciones para este objeto son que es un tipo inusual de supernova, o una fuente de rayos X ultraluminosos con una contraparte óptica muy brillante o un agujero negro supermasivo en retroceso como consecuencia de una falta de ondas gravitacionales.


Crédito:   Rayos X: NASA / CXC / SAO / F.Civano. Óptica: NASA / STScI

CID-42     RA = 10:00:29.06     DEC = +02:05:31.33     Mag = /