Se mide el agujero negro más masivo e inusual

Artículo publicado el 28 de noviembre de 2012 en la Universidad de Texas

El agujero negro del centro de la galaxia NGC 1277 es once veces más ancho que la órbita de Plutón alrededor del Sol.

Un equipo de astrónomos ha usado el Telescopio Hobby-Eberly de la Universidad de Texas, en el Observatorio McDonald en Austin, para medir la masa de lo que puede ser el agujero negro más masivo hasta la fecha — 17 000 millones de veces la masa del Sol — en la galaxia NGC 1277. El inusual agujero negro cuenta con el 14 por ciento de la masa de la galaxia, en lugar del 0,1 por ciento habitual. Esta galaxia, y varias más dentro del mismo estudio, podrían cambiar las teorías sobre cómo se forman y evolucionan las galaxias y los agujeros negros. El trabajo aparece en el ejemplar del 29 de noviembre de la revista Nature.

Diagrama de NGC1277

Diagrama de NGC1277 Crédito: D. Benningfield/K. Gebhardt/StarDate


NGC 1277 se encuentra a 220 millones de años luz de distancia, en la constelación de Perseus. La galaxia tiene apenas el 10 por ciento del tamaño y la masa de la Vía Láctea. A pesar del diminuto tamaño de NGC 1277, el agujero negro que yace en su corazón tiene más de 11 veces el diámetro de la órbita de Neptuno alrededor del Sol.

“Esta galaxia es realmente extraña”, dice el miembro del equipo Karl Gebhardt de la Universidad de Texas en Austin. “Casi toda es agujero negro. Podría ser el primer objeto de una nueva clase de sistemas galaxia-agujero negro”. Además, los agujeros negros más masivos se han observado en galaxias gigantes conocidas como “elípticas”, pero este aparece en una galaxia relativamente pequeña en forma de lente (en la jerga astronómica, “galaxia lenticular”).

El hallazgo se realizó gracias al Hobby-Eberly Telescope Massive Galaxy Survey (MGS). El objetivo del estudio es comprender mejor cómo se forman y crecen juntos agujeros negros y galaxias, un proceso que no se conoce bien.

“Por el momento, existen tres mecanismos completamente distintos que afirman explicar el vínculo entre la masa de los agujeros negros y las propiedades de las galaxias anfitrionas. No comprendemos aún cuál de estas teorías es la mejor”, dice el autor principal del artículo de Nature,  Remco van den Bosch, que empezó este trabajo mientras gozaba de la beca de posdoctorado W.J. McDonald en la Universidad de Texas en Austin. Ahora se encuentra en el Instituto Max Planck para Astronomía (Max Planck Institute for Astronomy) en Heidelberg, Alemania.

El problema es la falta de datos. Los astrónomos conocen la masa de menos de 100 agujeros negros en galaxias, pero medir la masa de los agujeros negros es difícil y lleva tiempo, por lo que el equipo desarrolló el HET Massive Galaxy Survey para acotar el número de galaxias que sería interesante estudiar en mayor detalle.

“Cuando tratas de comprender algo, siempre buscas los extremos: los más y menos masivos”, dice Gebhardt. “Elegimos una muestra muy grande de las galaxias más masivas del universo cercano” para aprender más sobre la relación entre los agujeros negros y sus galaxias anfitrionas.

Aunque aún está en proceso, el equipo ha estudiado 700 de las 800 galaxias con HET. “Este estudio solo es posible gracias a HET”, dice Gebhardt. “El telescopio funciona mejor cuando las galaxias están dispersas por todo el cielo. Esto es exactamente para lo que se diseñó HET”.

En el artículo actual, el equipo se centra en las seis galaxias más masivas. Encontraron que una de ellas, NGC 1277, ya se había fotografiado por el telescopio espacial Hubble. Esto proporcionó medidas del brillo de la galaxia a distintas distancias desde su centro. Cuando se combinaron con los datos de HET y distintos modelos ejecutados en supercomputadores, el resultado fue una masa para el agujero negro de 17 000 millones de soles (con un margen de error de 3000 millones).

“La masa de este agujero negro es mucho mayor de lo esperado”, dice Gebhardt. “Nos lleva a pensar que las galaxias muy masivas tienen unos procesos físicos diferentes sobre cómo crecen sus agujeros negros”.


Fecha Original: 28 de noviembre de 2012
Enlace Original

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Comments (9)

  1. Fandila

    Para más abundamiento sobre agujeros negros y galaxias:

    http://www.neoteo.com/de-agujeros-negros-y-galaxias

  2. Francisco

    Hola a todos … Ando un poco perdido:

    Si la esfera del agujero negro tiene un diámetro de 4 días-luz, que si no me equivoco equivale a un volumen de 5,823469995264E+41 metros cúbicos aproximadamente, y su masa es de 17000 millones de veces la del sol, lo que equivaldría a unos 3,38147E+40 Kg … Esto no da una densidad para el agujero negro de menos de 0,06Kg por metro cúbico????

    • Francisco

      Dándole vueltas, supongo que el diámetro de 4 días-luz será el del horizonte de sucesos, con lo que no tiene sentido calcular la densidad con el mismo… o sigo equivocado?

      • reneco

        Eso iba a acotar, la densidad de un agujero negro es infinita d=m/v como teóricamente la masa está centrada en un punto adimensional el volumen es cero y por tanto d=m/0 es infinito para cualquier agujero negro, ahora como se habla en el artículo de “11 veces el diámetro de la órbita de Neptuno” esto seria relativo al horizonte de sucesos o al radio de Schwarzschild dentro del cual ningún evento físico que ocurra tiene sentido para nosotros porque no hay nada que escape, ahora si tomamos el radio de Schwarzschild podríamos calcula una densidad que no sería la del propio agujero negro, que como ya dijimos es infinita, esta densidad da un valor inversamente proporcional al cuadrado de la masa del A.N. (basándose en el rs=2Gm/c^2) osea mientras mas masivo es el A.N. esta densidad es menor

  3. Colo

    Mis cuentas difieren:

    vol esfera = 4/3 pi r3

    r = 2 días luz

    r = 2 * 24 h * 3600 s/h * 300 000 Km/s = 51.84 e9 Km

    vol agujero negro = 217 e9 km3

    masa AN = 17 e3 e6 * masa sol
    masa sol =2e30 Kg
    masa AN = 34 e39 Kg

    dens = masa/vol = 34/217 e(39-9) Kg/Km3 = 156 e27 Kg/Km3
    dens AN = 156 e27 Kg/ Km3 * (1Km/1000m)^3 = 153 e(27 – 9) = 153 e18 Kg/m3

    1 m3 -> 153 e18 Kg = 153 e15 Tn = 153 000 Tera Tn

    masa tierra aprox 6e24 Kg

    en 1 Km3 de agujero negro hay:
    156 e27 Kg / 6e24 = 26 000 tierras

    http://www.newyorktransportation.com/info/empirefact2.html
    Volumen empire state = Volume: 37 million cubic feet
    1 pie = 0.305 metros
    Volumen ES = 37 e6 pie3 * (0.305 metros/pie)³ = 1.05 e6 m3
    Floors: 102
    Volumen 1 piso ES = 10,3 e3 m3

    En cuantos pisos del ES entraría la tierra si tuviera la densidad del agujero negro?:
    Volumen tierra con densidad agujero negro = masa tierra / dens agujero
    = 6e24 Kg / 153 e18 Kg/m3 = 39 e3 m3

    Cantidad pisos = vol tierra con dens AN/ vol piso ES
    = 39e3 m3 / 10.3 e3 m3 -> 4 pisos

    No revisé las cuentas, pero es divertido hacerlas (no revisarlas, jeje). La próxima mejor uso una planilla de cálculo.

    • Francisco

      Vaya tela, Colo… Me has hecho repasar los cálculos aunque no sirvan de nada … y obtengo el mismo resultado que antes. :-)

      Mira, al menos es un buen entretenimiento para una mañana de domingo.

      En cualquier caso, gracias Reneco por el aporte.

    • Dr. Guglielmus Baskervillius

      Hola xD

      Por definición, un AN es una región de singularidad, es decir, donde las leyes de la física se suspenden porque sí, y dejan de tener vigor, así, con dos cojones y un palito xD. A esto lo llaman sin rubor “método científico”. Por tanto puedes tirar todos tus cálculos a la basura, porque no sirven para nada en ese modelo.

      Todos los fenómenos y cálculos requeridos se refieren del horizonte de sucesos hacia afuera (el horizonte de sucesos o de eventos es la región del espacio que delimita donde el campo gravitatorio del AN alcanza c como velocidad de escape, es decir, ninguna información puede escapar de ahí, fíjate bien que aplicando cálculos teóricos como los tuyos te sale que a mayor profundidad del horizonte la velocidad de escape es MAYOR que c).

  4. reneco

    De parte del vicente, insisto la densidad del A.N. es infinita

  5. Comprender la densidad que pueda estar presente en lo que llamamos una singularidad…¡se escapa de nuestra comprensión! Sin embargo, suponer que es infinita…es demasiado. No creo que nada sea, en nuestro universo, infinito ni eterno.

    Cierto es que, para los medios tecnológicos con los que actualmente contamos, la singularidad nos puede resultar “infinita” pero, más adelante se verá si, se puede ente4nder de otra manera, cuando una teoría cuántica de la gravedad, venga a explicarnos cosas que ahora, desconocemos.

    De todas las maneras, el universo y los objetos que por él pululan, nunca dejarán de sorprendernos.

    ¡Son tantas las maravillas!

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