¿Un tirachinas creado por un agujero negro?

cid42Se han hallado evidencias de un agujero negro en retroceso usando el Observatorio Chandra de rayos-X, el XMM-Newton, el Telescopio Espacial Hubble y varios telescopios terrestres. Un nuevo artículo informa de que este golpe de retroceso al agujero negro fue provocado por el efecto tirachinas producido en un sistema triple de agujeros negros, o por los efectos de ondas gravitatorias generadas después de que dos agujeros negros supermasivos se fusionaran unos millones de años antes.

El descubrimiento de este objeto, localizado en este imagen compuesta, procede de un gran sondeo en múltiples longitudes de onda, conocido como Sondeo de Evolución Cósmica (COSMOS). El sondeo incluye datos de Chandra, HST, XMM-Newton, así como de observatorios terrestres. De las 2600 fuentes de rayos-X encontradas en COSMOS, sólo una – conocida como CID-42 y situada aproximadamente a 3900 millones de años luz de distancia – coincide con dos fuentes ópticas compactas muy cercanas. En esta imagen, la fuente de rayos-X detectada por Chandra tiene color azul, mientras que los datos de Hubble están en dorado. Las dos fuentes blancas cerca del centro de la imagen son los datos ópticos del HST, pero están demasiado cerca para que Chandra los resuelva por separado.

La larga cola de la galaxia sugiere que ha tenido lugar una fusión de galaxias hace relativamente poco, apenas unos pocos millones de años. Los datos del Telescopio Muy Grande y del telescopio Magallanes dan evidencias de que hay una gran diferencia de velocidad entre las dos fuentes ópticas, de al menos 5 millones de kilómetros por hora.

Los espectros de Chandra y XMM-Newton proporcionaron información sobre CID-42. La absorción de gas rico en hierro demuestra que el gas se mueve alejándose rápidamente de nosotros en el marco de reposo de la galaxia. Este podría ser el gas de una galaxia entre nosotros y uno de los agujeros negros que cae al agujero negro, o el gas del lado más lejano del agujero negro que está siendo expulsado.

Uniéndolos, estos trozos de información permiten dos escenarios distintos para lo que está sucediendo en este sistema y la naturaleza de las dos fuentes ópticas del centro de la imagen. En el primer escenario, los investigadores suponen un encuentro triple de agujeros negros en un proceso en dos pasos. Primero una colisión entre dos galaxias creó una galaxia con un par de agujeros negros en una órbita cercana. Antes de que estos agujeros negros pudieran fusionarse, tuvo lugar otra colisión galáctica, y otro agujero negro supermasivo cayó en espiral hacia el par ya existente.

La interacción entre los tres agujeros negros dio como resultado que el más ligero fuese expulsado. En este caso, la fuente en la esquina inferior izquierda del par central de fuentes ópticas es un núcleo galáctico activo (AGN) alimentado por material arrancado por, y que cae en, el agujero negro supermasivo que escapa. La fuente en la parte superior derecha del par central es un AGN que contiene al agujero negro que resultó de la fusión de los otros dos agujeros negros.

En este escenario de tirachinas, puede explicarse la alta velocidad de absorción de rayos-X como un viento de alta velocidad que sopa desde el AGN arriba a la derecha que absorbe luz del AGN de abajo a la izquierda. Basándose en el espectro óptico, el AGN de arriba a la derecha se cree que está oscurecido por un toro de polvo y gas. En casi todos los casos, el viento procedente de tal AGN sería indetectable, pero aquí está iluminado por otro AGN, dando la primera detección directa de que existen tales vientos rápidos en el AGN oscurecido.

Una explicación alternativa propone una fusión entre dos agujeros negros supermasivos en el centro de la galaxia. La asimetría de las ondas gravitatorias emitidas en este proceso provocó que el agujero negro fusionado saliese disparado desde el centro de la galaxia. En este escenario, el agujero negro eyectado es la fuente puntual de abajo a la izquierda del par central y un cúmulo de estrellas dejado en el centro de la galaxia está en la parte superior derecha. La absorción observada de rayos-X sería la causa de que el gas cayese en el agujero negro en retroceso.

Futuras observaciones pueden ayudar a eliminar apoyos a alguno de estos escenarios. Un equipo de investigadores liderado por Francesca Civano y Martin Elvis del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA) publicarán su trabajo sobre el CID-42 en la edición del 1 de julio de la revista The Astrophysical Journal.

El segundo escenario, respecto al retroceso de un agujero negro supermasivos provocado por el golpeo de una onda gravitatoria, ha sido propuesto recientemente por Peter Jonker del Instituto de los Países Bajos para Investigación Espacial en Utrecht como posible explicación para una fuente en una galaxia distinta. En este estudio, liderado por Peter Jonker, una fuente de rayos-X de aproximadamente 10 000 años luz fue descubierta por Chandra, en proyección, alejándose del centro de la galaxia. Las tres explicaciones posibles para este objeto son que es un tipo inusual de supernova, o una fuente ultraluminosa de rayos-X con un homólogo óptico muy brillante o un agujero negro supermasivo en retroceso resultante del golpe de una onda gravitatoria.


Fecha Original: 30 de junio de 2010
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