Destrucción estelar a gran escala observada en agujeros negros

Un estudio de más de 100 galaxias con el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA ha revelado signos de que los agujeros negros están demoliendo miles de estrellas en pos de aumentar de peso.

Las cuatro galaxias que se muestran en el gráfico se encuentran entre las 29 galaxias del estudio que mostraron evidencias de agujeros negros en crecimiento cerca de sus centros. Los rayos X del Chandra (azul) se han superpuesto a las imágenes ópticas del Telescopio Espacial Hubble de la NASA de las galaxias NGC 1385, NGC 1566, NGC 3344 y NGC 6503.

Según la NASA, estos nuevos resultados sugieren un camino algo violento para que al menos algunos de estos agujeros negros alcancen su tamaño actual: la destrucción estelar en una escala que rara vez se ha visto antes.

Los astrónomos han realizado estudios detallados de dos clases distintas de agujeros negros. La variedad más pequeña son los agujeros negros de "masa estelar" que normalmente pesan entre 5 y 30 veces la masa del Sol. En el otro extremo del espectro están los agujeros negros supermasivos que viven en medio de la mayoría de las galaxias grandes, que pesan millones o incluso miles de millones de masas solares. En los últimos años, también ha habido evidencias de que existe una clase intermedia llamada "agujeros negros de masa intermedia" (IMBH). El nuevo estudio con el Chandra podría explicar cómo se crean tales IMBH a través del crecimiento descontrolado de los agujeros negros de masa estelar.

Una clave para hacer IMBHs puede ser su entorno. Esta última investigación analizó cúmulos muy densos de estrellas en los centros de las galaxias. Con estrellas tan próximas, muchas estrellas pasarán dentro de la atracción gravitacional de los agujeros negros en los centros de los cúmulos. El trabajo teórico del equipo implica que si la densidad de estrellas en un cúmulo está por encima de un valor umbral, un agujero negro de masa estelar en el centro del cúmulo experimentará un rápido crecimiento a medida que se acerca, tritura e ingiere las abundantes estrellas vecinas en las proximidades.

De los cúmulos en el nuevo estudio del Chandra, los que tenían una densidad por encima de este umbral tenían aproximadamente el doble de agujeros negros en crecimiento que los que estaban por debajo del umbral de densidad. El umbral de densidad depende también de la rapidez con la que se mueven las estrellas en los cúmulos.

El proceso sugerido por el último estudio del Chandra puede ocurrir en cualquier momento de la historia del universo, lo que implica que los agujeros negros de masa intermedia pueden formarse miles de millones de años después del Big Bang, hasta el día de hoy.

Edición: Emilio Gómez