Hallan evidencias de un nuevo agujero negro de masa media

Un equipo de astrónomos liderados por investigadores de la Universidad de Maryland y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA ha encontrado evidencia de un nuevo agujero negro de masa intermedia sobre 5.000 veces la masa del sol. El descubrimiento ha añadido un candidato más a la lista de posibles agujeros negros de tamaño medio, y fortalecido la idea de que existan estos objetos. Este estudio ha sido publicado ayer en «Astrophysical Journal Letters».

El último estudio da continuidad a un hallazgo similar realizado por algunos de los mismos científicos, empleando idéntica técnica, y que ha sido publicado en agosto de 2014. Mientras que este primer trabajo midió con precisión un agujero negro que pesa 400 veces la masa del Sol utilizando los datos del satélite Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) de la NASA, esta última investigación ha utilizado datos de satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea.

Se da la circunstancia de que la mayoría de los agujeros negros tienen dos tamaños: los de masa estelar que pesan hasta doce veces la masa del Sol, y los supermasivos, que pueden llegar a ser de uno a miles de millones de veces la masa del Sol. Los astrónomos también creen que existen los agujeros negros de tamaño medio entre estos dos extremos, pero los ejemplos son difíciles de encontrar. Esta última investigación ha aportado uno más.

Agujeros en todas las escalas

El autor principal de esta investigación y asociado postdoctoral en el Instituto Conjunto Espacio - Ciencia - una asociación de investigación entre la Universidad de Naryland y el Centro Goddard de la NASA- Dheeraj R. Pasham ha afirmado que «este resultado proporciona apoyo a la idea de que los agujeros negros existen en todas las escalas de tamaño. Al describir algo por primera vez, siempre hay alguna duda». En este sentido, ha añadido recordando un descubrimiento anterior similar, que «la identificación de un segundo candidato con un instrumento diferente pone peso detrás de ambos hallazgos y nos da confianza en nuestra técnica».

El nuevo candidato de agujero negro de masa intermedia, conocido como NGC1313X-1, se clasifica como una fuente de rayos X ultraluminosa, y como tal es una de las fuentes más brillantes en el universo cercano.

Ha demostrado ser difícil de explicar exactamente por qué estas fuentes de rayos X ultraluminosas son tan brillantes. Algunos astrónomos sospechan que son agujeros negros de masa intermedia incidiendo activamente en la materia, produciendo cantidades masivas de fricción y radiación de rayos X en el proceso.

Contra este telón de fondo de los fuegos artificiales de rayos X al azar creados por NGC1313X-1, Pasham y sus colegas identificaron dos bengalas que se repiten, parpadeando con una frecuencia inusualmente estable. Una brilló sobre 27.6 veces por minuto y la otra sobre 17.4 veces por minuto. Comparando estas dos tasas se produce una casi perfecta proporción de 3:2. Pasham y sus colegas también encontraron esta proporción 3:2 en M82X-1, el agujero negro que identificaron en agosto de 2014, aunque la frecuencia global de parpadeo fue mucho mayor en M82X-1.

Destellos

Aunque los astrónomos aún no están seguros de qué causa estos destellos constantes, la presencia de un mecanismo de relojería de proporción de 3:2 parece ser una característica común de los agujeros negros de masa estelar y de los agujeros negros de masa intermedia, posiblemente, también. Los destellos son probablemente causados por la actividad cercana del agujero negro, donde la gravedad extrema mantiene toda la materia circundante muy apretada, dijo Pasham.

Las proporciones 3:2 también pueden dar una medida exacta de la masa de un agujero negro. Los agujeros negros más pequeños parpadean a una frecuencia más alta, mientras que los agujeros negros más grandes parpadean con menos frecuencia.

En palabras de Francesco Tombesi, coautor del estudio, ha añadido que «para hacer una analogía con los instrumentos acústicos, si imaginamos que los agujeros negros de masa estelar son el violín y los agujeros negros supermasivos son el contrabajo, los agujeros negros de masa intermedia son el violonchelo». Pasham y Tombesi esperan que la identificación de fuentes de rayos X ultraluminosas que exhiben la relación 3:2 intermitente producirá muchos candidatos a agujero negro de masa intermedia en un futuro próximo.

En esta línea, Pasham ha recalcado que su método es «puramente empírico, no es dependiente de los modelos. Por eso es tan fuerte» y ha añadido desconocer la cuasa de estas «oscilaciones, pero parecen ser fiables, por lo menos en los agujeros negros de masa estelar».