Buscan un agujero negro maligno con la energía de 10 mil millones de soles

Los astrónomos buscan en el cosmos para encontrar objetos perdidos Uno Agujeros negros El más grande y más malvado de ser Según los principios. Hasta ahora no se ha encontrado nada. En las últimas décadas, el acecho de un gran agujero negro en el centro de cada galaxia se ha convertido en parte de la sabiduría popular de la astronomía, en la que millones o incluso miles de millones de soles han desaparecido. Gran galaxia En su centro estará el agujero negro. Entonces, hace una década, cuando Mark Postman, del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, usó el Telescopio Espacial Hubble para monitorear galaxias, se sorprendió al encontrar una galaxia supergigante sin agujeros negros obvios en el centro. Por lo general, el centro de la galaxia tendrá luz adicional en el centro, que es un tipo Manto brillante hecho de estrellas Atraído allí por la gravedad de un gran agujero negro.

En cambio, en el centro del amplio centro de la galaxia, debería haber una pequeña cantidad de luz estelar, Hubo depresión leve. Además, todo el centro, una nube de estrellas durante unos 20.000 años luz, ni siquiera está en el centro de la galaxia. “Dios mío, esto es tan extraordinario”, recuerda Todd Lawer, experto en núcleos de galaxias del Laboratorio Nacional de Astronomía Óptica en Duson, Arizona, y uno de los autores del artículo, cuando le mostró a Postman el descubrimiento. Eso fue en 2012. En los años que siguieron, hubo dos investigadores y sus colegas Búsqueda de rayos X u ondas de radio de un agujero negro perdido.

La galaxia descubierta es brillante en un cúmulo de galaxias llamado Abel 2261. Esto es aproximadamente 2.700 millones de años luz. Desde nosotros, en la constelación de Hércules en el cielo nórdico, está cerca de la estrella principal Vega. Según el parámetro estándar, la masa del agujero negro en el centro de la galaxia 2261 debería ser 10 mil millones de veces o más. En comparación, el agujero negro en el centro de la Vía Láctea tiene aproximadamente 4 millones de masas solares. Entonces, donde la naturaleza escondió el equivalente 10,000 millones de pies? Lo más probable es que el agujero negro esté ahí, pero duerma porque ya no tiene “comida”. Pero otra posibilidad interesante es que, según Lawyer y sus colegas, todo el agujero negro haya sido expulsado de la galaxia.

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“Cada playa tiene un hoyo”

Algunos procesos se pueden aclarar al marcar la segunda posibilidad Más violento y dinámico En la evolución de galaxias y universos, los astrónomos nunca han visto la teoría: la danza de las fuerzas del Titanic y los mundos giratorios que pueden impulsar galaxias y planetas al espacio. “Este es un misterio estimulante“Lo estamos viendo”, dijo Postman en un correo electrónico. Dijo que el próximo telescopio espacial James Webb podría arrojar luz sobre el caso. “¿Qué pasa si un agujero negro milagroso es expulsado de una galaxia?” Preguntó el abogado. El científico es parte de un grupo informal que se llama a sí mismo Nukers. El equipo se formó por primera vez en los primeros días del Telescopio Espacial Hubble bajo el liderazgo de Sandra Paper del campus de la Universidad de California en Santa Cruz. Durante las últimas cuatro décadas, Se busca aclarar la naturaleza de los núcleos de galaxias., Lo que le permite ver los corazones internos de galaxias distantes con la ayuda de la visión nítida del Hubble y otras características nuevas.

Imagen proporcionada por la NASA del Cable Cluster Apple 2261 con datos de rayos X, luz visible e infrarrojos. (Foto: NASA / CXC, NASA / SDSCI, Navoz / Subaru, NSF / NRO / VLA vía The New York Times)

“Historia de A2261-BCG”, refiriéndose a la galaxia por su nombre propio en la literatura científica, dice: “¿Qué constituye la galaxia más grande del universo?” Galaxias elípticas gigantes, En las etapas finales de la evolución galáctica ”. Los agujeros negros son objetos muy densos e incluso la luz no puede escapar de su atracción gravitacional. Son invisibles por definiciónPero el alboroto causado por el objeto caído (rayos X y arañazos radioastronómicos) se encuentra en todo el universo. En la década de 1960, los astrónomos pensaron por primera vez que el descubrimiento de cuásares en el centro de las galaxias se debía a agujeros negros milagrosos en la pirotecnia.

Hacia el cambio de siglo, los astrónomos ya habían determinado que todas las galaxias tenían un agujero negro milagroso en su centro. Millones a mil millones de veces más Que el sol. Nadie está seguro de dónde vinieron, si se formaron a partir de pequeños agujeros negros creados por el colapso de estrellas, o si fueron el resultado de algún otro proceso del universo temprano. “Cada playa tiene un hoyo”, dijo Lawyer. Sin embargo, ¿qué efectos tienen estas empresas en su medio ambiente? En la década de 1980, tres astrónomos, Mitchell Beckleman, Martin Reese y Roger Plantford, escribieron sobre cómo estos agujeros negros cambian la evolución de las galaxias en las que viven. Un fenómeno común en el universo temprano fue cuando dos galaxias se fusionaron para formar sus agujeros negros centrales. Conoce y crea un sistema binario, Dos agujeros negros orbitando entre sí.

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Beckleman y sus colegas argumentaron que estos dos grandes agujeros negros, en su forma circular, interactuaban con el océano de estrellas para que se hundieran. Hoy en día, una de estas estrellas tiene un encuentro cercano con el agujero negro binario y las fuerzas gravitacionales extraen la estrella del centro. Esto une fuertemente a los agujeros negros. A medida que pasa el tiempo, más y más estrellas salen del centro. Poco a poco, la luz de las estrellas que se había acumulado una vez en el centro se expande para formar un núcleo cada vez más amplio, con un pequeño agujero negro binario en el centro realizando su danza de apareamiento. Este proceso se llama LimpiandoO picazón. “Se adelantaron a su tiempo”, dijo Lawyer sobre los tres astrónomos.

Problema con múltiples nudos

Una situación como Lawyer and Postman es un centro erosionado Creían que se había encontrado en el cúmulo de galaxias Abel 2261. Pero en el centro del núcleo había una depresión en lugar de un pico, como si el milagroso agujero negro y sus estrellas auxiliares simplemente hubieran sido removidos. Esto planteó la posibilidad más dramática de que la escena imaginada por Beckleman y sus colegas se hubiera hecho realidad: los dos agujeros negros se fusionaron en un gran bocado sin nada. Este vínculo habría sido con la catastrófica erupción de ondas gravitacionales y las ondulaciones del espacio-tiempo, con el equipo del Laboratorio de Ondas Gravitacionales Interferométricas Láser (LIGO) predicho por Einstein en 1916 y finalmente un siglo después, en 2016. ., Por su abreviatura en inglés).

Si esa erupción fuera expulsada del equilibrio, el agujero negro milagroso resultante Habría sido arrojado al otro lado de la galaxia O incluso externamente, algo que los astrónomos no notan. Por eso es muy importante encontrar el agujero negro equivocado. Investigaciones adicionales de A2261-BCG revelaron cuatro pequeños nódulos dentro del embrión difuso. ¿Puede uno de ellos contener un agujero negro? El equipo, dirigido por Sarah Burke-Spoiler de la Universidad de West Virginia, se reunió con Hubble y Carl G. Sokoro en Sokoro, Nuevo México. Jansky estudió el cielo con el Laboratorio Astronómico de Radio de Very Large Array. Las mediciones espectroscópicas de Hubble pudieron capturar cualquier velocidad Cambió las estrellas en los nudos Por lo tanto, si se necesita un objeto masivo para combinarlos.

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El equipo decidió que probablemente los dos nudos Son pequeñas galaxias con pequeños movimientos internos. Son canibalizados por una gran galaxia. Hay errores en las mediciones del tercer nodo, que aún no se han considerado ni descartado como la ubicación del agujero negro. La cuarta punta, muy compacta y ubicada cerca del borde inferior del centro, es desconocida para el Hubble, según Burke-Splor. “Analizar este nudo requerirá un tiempo de observación exagerado (cientos de horas) por parte del Telescopio Espacial Hubble”, dijo en un correo electrónico. Por lo tanto, se sospecha que es el escondite del agujero negro.

Mientras tanto, Imran Naseem de la Universidad de Surrey publicó un análisis detallado Cómo conectar dos asombrosos agujeros negros Esto cambiará la forma en que los astrónomos encuentran una galaxia. “En pocas palabras, Nazim explicó en un correo electrónico que la regresión de la onda gravitacional ‘expulsa’ al milagroso agujero negro de la galaxia. Solo una décima parte de la densidad de las estrellas en el interior, lo que resulta en un cielo nocturno Parece que esto es anemia en comparación con la nuestra..

Todo esto es esperado con impaciencia por los astrónomos como el tan esperado telescopio espacial James Webb de Hubble, ahora programado para finales de octubre. Ese telescopio puede explorar los cuatro nudos a la vez y determinar si alguno de ellos es un agujero negro milagroso. “Este es un ejemplo de nuestra sofisticación”.Abogado dijo. “¡Oye, podría estar en los nudos! ¡Probablemente no! ¡Qué bueno verte en todas partes! ”.

Battle Tennis Overby, © 2021 New York Times Company.

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