En un hallazgo que podría voltear al revés las teorías de formación de agujeros negros supermasivos, los astrónomos han descubierto una de estas bestias dentro de una pequeña galaxia de solo 157 años luz de diámetro, unas 500 veces más pequeña que la Vía Láctea.
El factor decisivo será si el equipo puede encontrar más agujeros negros como ese, y eso es algo en lo que ya están comenzando a trabajar después del descubrimiento dentro de la galaxia M60-UCD1. La galaxia ultracompacta es una de las aproximadamente 50 conocidas por los astrónomos en los cúmulos de galaxias más cercanos.
"Es muy parecido a un pinchazo en el cielo", dijo el investigador principal Anil Seth, astrofísico de la Universidad de Utah, de M60-UCD1 durante una conferencia de prensa en línea el martes (16 de septiembre).
Seth dijo que se dio cuenta de que algo especial estaba sucediendo cuando vio la trama de movimientos estelares dentro del M60-UCD1, según los datos del Telescopio Gemini Norte en Hawai. Las estrellas en el centro de la galaxia orbitaban mucho más rápido que las del borde. La velocidad fue inesperada dado el tipo de estrellas que hay en la galaxia.
"Inmediatamente cuando vi el mapa de movimientos estelares, supe que estábamos viendo algo emocionante", dijo Seth. "Supe casi de inmediato que había un resultado interesante allí".
En su clase de peso, M60-UCD1 es un destacado. El año pasado, Seth fue el segundo coautor de un grupo que anunció que era la galaxia cercana más densa, con estrellas repletas 25 veces más cerca que en la Vía Láctea. También es uno de los más brillantes que conocen, un hecho que es ayudado por la relativa cercanía de la galaxia a la Tierra. Está a unos 54 millones de años luz de distancia, al igual que la galaxia masiva que orbita: M60. Las dos galaxias están separadas por solo 20,000 años luz.
Se sabe que los agujeros negros supermasivos acechan en los centros de la mayoría de las galaxias más grandes, incluida la Vía Láctea. Sin embargo, cómo llegaron allí en primer lugar no está claro. El hallazgo dentro de M60-UCD1 es especialmente intrigante dado el tamaño relativo del agujero negro a la galaxia misma. El agujero negro es aproximadamente el 15% de la masa de la galaxia, con una masa equivalente de 21 millones de soles. El agujero negro de la Vía Láctea, por el contrario, ocupa menos de un porcentaje de la masa de nuestra galaxia.
Dado que los astrónomos conocen tan pocas galaxias ultracompactas, algunas propiedades básicas son un misterio. Por ejemplo, la masa de estos tipos de galaxias tiende a ser mayor de lo esperado en función de su luz estelar.
Algunos astrónomos sugieren que es porque tienen estrellas más masivas que otros tipos de galaxias, pero Seth dijo que las mediciones de estrellas dentro de M60-UCD1 (basadas en su movimiento orbital) muestran masas normales. En cambio, la masa extra proviene del agujero negro, argumenta, y eso probablemente también sea cierto para otras galaxias ultracompactas.
"Es un nuevo lugar para buscar agujeros negros que antes no se reconocía", dijo, pero reconoció que la idea de agujeros negros existentes en galaxias similares no será ampliamente aceptada hasta que el equipo haga más hallazgos. Una explicación alternativa a un agujero negro podría ser un conjunto de estrellas de baja masa o estrellas de neutrones que no emiten mucha luz, pero Seth dijo que el número de estas requeridas en M60-UCD1 es "irrazonablemente alto".
Su equipo planea mirar otras galaxias ultracompactas como M60-UCD1, pero quizás solo siete u ocho serían lo suficientemente brillantes desde la Tierra como para realizar estas mediciones, dijo. (Es probable que el trabajo posterior requiera un instrumento como el próximo Telescopio de Treinta Metros, dijo.) Además, Seth tiene intereses de investigación en cúmulos globulares, vastas colecciones de estrellas, y planea una visita a Hawai el próximo mes para buscar agujeros negros en estos objetos también.
Los resultados se publicaron hoy (17 de septiembre) en la revista Nature.
