El telescopio Chandra de la NASA descubre que las galaxias pequeñas podrían romper la tendencia de los agujeros negros
La mayoría de las galaxias más pequeñas podrían no tener agujeros negros supermasivos en sus centros, según un estudio reciente realizado con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Esto contrasta con la idea común de que casi todas las galaxias tienen uno de estos agujeros negros gigantes en su núcleo, ya que la NASA lidera el mundo en la exploración de los secretos del funcionamiento del universo.
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| NGC 6278 y PGC 039620 son dos galaxias de una muestra de 1600 en las que se buscó la presencia de agujeros negros supermasivos. Estas imágenes representan los resultados de un estudio que sugiere que las galaxias más pequeñas no contienen agujeros negros supermasivos con tanta frecuencia como las galaxias más grandes. El estudio analizó más de 1600 galaxias observadas con Chandra durante dos décadas. Ciertas firmas de rayos X indican la presencia de agujeros negros supermasivos. El estudio indica que la mayoría de las galaxias más pequeñas, como PGC 03620, que se muestra aquí tanto en rayos X de Chandra como en imágenes de luz óptica del Sloan Digital Sky Survey, probablemente no tengan agujeros negros supermasivos en sus centros. En contraste, NGC 6278, que tiene aproximadamente el mismo tamaño que la Vía Láctea, y la mayoría de las demás galaxias grandes de la muestra muestran evidencia de agujeros negros gigantes en sus núcleos. Crédito: Rayos X: NASA/CXC/SAO/F. Zou et al.; Óptica: SDSS; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N. Wolk. |
Un equipo de astrónomos utilizó datos de más de 1600 galaxias recopilados durante más de dos décadas de la misión Chandra. Los investigadores analizaron galaxias con masas que van desde más de diez veces la masa de la Vía Láctea hasta galaxias enanas, cuyas masas estelares son apenas un pequeño porcentaje de la de nuestra galaxia. Un artículo que describe estos resultados se ha publicado en The Astrophysical Journal y está disponible aquí: https://arxiv.org/abs/2510.05252
El equipo ha informado que sólo alrededor del 30% de las galaxias enanas probablemente contienen agujeros negros supermasivos.
“Es importante obtener un recuento preciso de agujeros negros en estas galaxias más pequeñas”, afirmó Fan Zou, de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, quien dirigió el estudio. “Es más que una simple contabilidad. Nuestro estudio proporciona pistas sobre cómo se originan los agujeros negros supermasivos. También proporciona pistas cruciales sobre la frecuencia con la que se pueden encontrar firmas de agujeros negros en galaxias enanas con telescopios nuevos o futuros”.
A medida que la materia cae sobre los agujeros negros, se calienta por fricción y produce rayos X. Muchas de las galaxias masivas del estudio contienen brillantes fuentes de rayos X en sus centros, una clara señal de la presencia de agujeros negros supermasivos en sus centros. El equipo concluyó que más del 90 % de las galaxias masivas, incluidas aquellas con la masa de la Vía Láctea, contienen agujeros negros supermasivos.
Sin embargo, las galaxias más pequeñas del estudio no solían presentar estas señales inequívocas de agujeros negros. Las galaxias con masas inferiores a tres mil millones de soles (aproximadamente la masa de la Gran Nube de Magallanes, vecina cercana a la Vía Láctea) no suelen contener fuentes brillantes de rayos X en sus centros.
Los investigadores consideraron dos posibles explicaciones para esta falta de fuentes de rayos X. La primera es que la proporción de galaxias que contienen agujeros negros masivos es mucho menor para estas galaxias menos masivas. La segunda es que la cantidad de rayos X producidos por la materia que cae sobre estos agujeros negros es tan débil que Chandra no puede detectarla.
"Creemos, basándonos en nuestro análisis de los datos de Chandra, que realmente hay menos agujeros negros en estas galaxias más pequeñas que en sus contrapartes más grandes", dijo Elena Gallo, coautora también de la Universidad de Michigan.
Para llegar a su conclusión, Zou y sus colegas consideraron ambas posibilidades para la ausencia de fuentes de rayos X en galaxias pequeñas de su gran muestra de Chandra. La cantidad de gas que cae sobre un agujero negro determina su brillo o tenues características en rayos X. Dado que se espera que los agujeros negros más pequeños absorban menos gas que los más grandes, deberían ser más tenues en rayos X y, a menudo, imperceptibles. Los investigadores confirmaron esta expectativa.
Sin embargo, descubrieron que se observa un déficit adicional de fuentes de rayos X en galaxias menos masivas, más allá del descenso esperado debido a la disminución en la cantidad de gas que ingresa. Este déficit adicional puede explicarse si muchas de las galaxias de baja masa simplemente carecen de agujeros negros en sus centros. La conclusión del equipo fue que la disminución en las detecciones de rayos X en galaxias de menor masa refleja una verdadera disminución en el número de agujeros negros ubicados en estas galaxias.
Este resultado podría tener implicaciones importantes para comprender cómo se forman los agujeros negros supermasivos. Hay dos ideas principales: la primera, una nube gigante de gas colapsa directamente en un agujero negro, que contiene miles de veces la masa del Sol desde su origen. La otra idea es que los agujeros negros supermasivos provienen de agujeros negros mucho más pequeños, creados cuando estrellas masivas colapsan.
“Se espera que la formación de grandes agujeros negros sea más rara, en el sentido de que ocurre preferentemente en las galaxias más masivas que se están formando, lo que explicaría por qué no encontramos agujeros negros en todas las galaxias más pequeñas”, dijo el coautor Anil Seth de la Universidad de Utah.
Este estudio apoya la teoría según la cual los agujeros negros gigantes nacen con un peso de varios miles de veces la masa del Sol. Si la otra idea fuera cierta, los investigadores dijeron que habrían esperado que las galaxias más pequeñas probablemente tuvieran la misma fracción de agujeros negros que las más grandes.
Este resultado también podría tener implicaciones importantes para la tasa de fusión de agujeros negros a partir de las colisiones de galaxias enanas. Un número mucho menor de agujeros negros resultaría en menos fuentes de ondas gravitacionales que la Antena Espacial del Interferómetro Láser podría detectar en el futuro. El número de agujeros negros que desgarran estrellas en galaxias enanas también será menor.
El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, en Huntsville, Alabama, gestiona el programa Chandra. El Centro de Rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
Contactos de prensa:
Centro de rayos X Megan Watzke Chandra, Cambridge, Massachusetts
617-496-7998
Centro de Vuelos Espaciales Marshall Corinne Beckinger , Huntsville, Alabama
256-544-0034
Publicado en Chandra el 11 de diciembre del 2025, enlace publicación.
