Representación gráfica de un agujero negro y una estrella. De la estrella se desprende material que se acumula en un disco de acreción alrededor del agujero negro. Siendo al final este material engullido por el agujero negro. Credit: NASA
Existe algo bastante curioso a cerca de los agujeros negros, y es que suelen ser detectados o bien ligeros o bien masivos. Durante mucho tiempo a sido difícil encontrar agujeros negros con masas intermedias. Los astrónomos, que no son menos curiosos que las demás personas, se preguntan como encajar esta realidad. Existen casos detectados de estos agujeros intermedios, pero es raro encontrar uno como han hecho en en el Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md. de la NASA. Todo gracias a estudiar una fuente de rayos-x en la galaxia NGC 5408 que representa una de las mejores posibilidades de ser un agujero intermedio hasta la fecha.
La masa de la que estamos hablando al referirnos a estos agujeros intermedios es de 100 a 10.000 veces la masa del Sol. Nada desdeñable para pasar tan desapercibido, pero parece ser más sencillo encontrar a los pesados en el centro de galaxias y a los pequeños orbitando estrellas en nuestra propia galaxia que a estos intermedios.
Buenos candidatos para albergar estos agujeros negros intermedios son los objetos conocidos como fuentes ultraluminosas de rayos-X (ULXs). Todo apunta a que emiten más energía que cualquier otro proceso alimentado por estrellas, sin llegar a la energía que producen los centros de galaxias activas, las cuales suelen hospedar los bien conocidos agujeros negros masivos con millones de veces la masa del Sol.
De entre esas fuentes, la detectada en NGC 5408 es especialmente interesante. Esta galaxia se encuentra a 15,8 millones de años luz. NGC 5408 X-1, que es como se llama a la fuente, se estudió con el observatorio en órbita de la ESA XMM-Newton, entre 2006 y 2008 por Strohmayer y Mushotzky.
Este observatorio detectó lo que los astrónomos llaman "oscilación casi periódica". O lo que es lo mismo una variación regular debida al gas caliente arremolinado en un disco de acreción alrededor de este objeto masivo siendo engullido. El ratio de la variación era unas 100 veces menor que los vistos en agujeros negros de masa estelar. Sin embargo, hablando de rayos-x, NGC 5408 X-1 supera estos sistemas por aproximadamente el mismo factor.
Indicios como las oscilaciones y otras características de la emisión llevan a Strohmayer y Mushotzky a concluir que NGC 5408 X-1 representa entre 1.000 y 9.000 veces la masa del Sol, haciéndole encajar en la definición de agujero negro intermedio. Para el rango de masa estudiado, el horizonte de sucesos o la parte más allá de la cual no podemos ver es entre 6115 y 54717 kilómetros de ancho. Esto representa la mitad del diámetro de la Tierra
Imagen tomada con el Hubble que marca la galaxia NGC 5408 y la fuente de rayos-X estudiada en el cielo. Credit: NASA/ESA/C. Lang - P. Kaaret - A. Mercer (Univ. of Iowa) y S. Corbel (Univ. of Paris
Queriendo confirmar estas conclusiones, Strohmayer buscó la ayuda de la NASA y su satélite Swift para detectar los sutiles cambios en la señal de rayos-X de NGC 5408 X-1 que revelarían definitivamente la presencia de la estrella alrededor del agujero negro. "Swift provee tanto la sensibilidad en rayos-X como la flexibilidad de horario para permitir una búsqueda como esta" dijo Strohmayer.
Swift apuntó a NGC 5408 X-1 un par de veces por semana, determinando que cada 115 y medio la luz fluctuaba. Aunque los estudios son limitados y solo cubren cuatro ciclos orbitales de tal estrella, haciendo que estudios más extensos sean necesarios, las piezas encajan. Este objeto parece ser una estrella entre tres y cinco veces la masa del Sol. Este estudio ha sido aceptado para ser publicado en el futuro en The Astrophysical Journal.
Los astrónomos han dedicado muchas horas de estudio a NGC 5408 X-1 porque es uno de los mejores candidatos para ser un agujero negro intermedio", añade Philip Kaaret en la Universidad de Iowa, quien ha estudiado el objeto a longitud de ondas de radio pero no está relacionado con este estudio. "Estos nuevos resultados prueba que ocurre en las inmediaciones del agujero negro y añaden fuertes evidencias que es inusualmente masivo.
Noticia original publicada por la NASA
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