La fusión de galaxias tiene agujeros negros encubiertos.

Los objetos estelares con peor reputación.

Esta ilustración compara el crecimiento de agujeros negros supermasivos en dos tipos diferentes de galaxias. Un creciente agujero negro supermasivo en una galaxia normal tendría una estructura en forma de rosca de gas y polvo alrededor de él (izquierda). En una galaxia de fusión, una esfera de material oscurece el agujero negro (derecha).
Crédito: NASA/CXC/M.Weiss/Observatorio Astronómico Nacional de Japón

Los agujeros negros tienen mala reputación en la cultura popular por tragárselo todo en sus cercanías. En realidad, las estrellas, el gas y el polvo pueden orbitar agujeros negros durante largos períodos de tiempo, hasta que una gran perturbación empuja el material hacia adentro.

Una fusión de dos galaxias es una de esas perturbaciones. A medida que las galaxias se combinan y sus agujeros negros centrales se acercan, el gas y el polvo en las proximidades se empujan hacia sus respectivos agujeros negros. Una enorme cantidad de radiación de alta energía se libera como material espirales rápidamente hacia el agujero negro hambriento, que se convierte en lo que los astrónomos llaman un núcleo galáctico activo (AGN).

Un estudio usando el telescopio NuSTAR de la NASA muestra que en las últimas etapas de las fusiones de galaxias, tanto gas y polvo caen hacia un agujero negro en el que el AGN muy brillante está envuelto. El efecto combinado de la gravedad de las dos galaxias ralentiza las velocidades de rotación de gas y polvo que de otro modo estarían orbitando libremente. Esta pérdida de energía hace caer el material sobre el agujero negro.

"Cuanto más adelante se produzca la fusión, más encubierto estará el AGN", dijo Claudio Ricci, autor principal del estudio publicado en la Sociedad Astronómica Real de los Avisos Mensuales. "Galaxias que están muy lejos en el proceso de fusión están completamente cubiertas en un capullo de gas y polvo".

Ricci y sus colegas observaron la penetrante emisión de rayos X de alta energía de 52 galaxias. Aproximadamente la mitad de ellos estaban en las últimas etapas de la fusión. Debido a que NuSTAR es muy sensible a la detección de los rayos X de mayor energía, fue fundamental para establecer la cantidad de luz que escapa a la esfera de gas y polvo que cubre un AGN.

El NuSTAR.

El estudio fue publicado en los Avisos Mensuales de la Real Sociedad Astronómica. Los investigadores compararon las observaciones de NuSTAR de las galaxias con datos de los observatorios de la NASA Swift y Chandra y de la ESA XMM-Newton, que observan componentes de menor energía del espectro de rayos X. Si los rayos X de alta energía se detectan en una galaxia, pero los rayos X de baja energía no lo son, eso es un signo de que un AGN está muy oscurecido.

El estudio ayuda a confirmar la idea de larga data de que el agujero negro de un AGN hace la mayor parte de su consumo mientras está envuelto en las últimas etapas de una fusión.

"Un agujero negro supermassivo crece rápidamente durante estas fusiones", dijo Ricci. "Los resultados mejoran nuestra comprensión de los orígenes misteriosos de la relación entre un agujero negro y su galaxia de acogida".

Crédito:

NuSTAR es una pequeña misión de exploración dirigida por Caltech y administrada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. NuSTAR fue desarrollado en colaboración con la Universidad Técnica de Dinamarca y la Agencia Espacial Italiana (ASI). La nave espacial fue construida por Orbital Sciences Corp., Dulles, Virginia. El centro de operaciones de misión de NuSTAR está en UC Berkeley, y el archivo de datos oficial está en el Centro de Investigación de Archivos Científicos de Astrofísica de Alta Energía de la NASA. ASI proporciona la estación terrestre de la misión y un archivo espejo. JPL es administrado por Caltech para la NASA.

Publicado en NuSTAR el 9 de mayo del 2.017.