Al centro de la Vía Láctea podría haber miles de agujeros negros

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Al centro de la Vía Láctea podría haber miles de agujeros negros

Reunidos alrededor del agujero negro súper masivo Sagitario A* que se encuentra al centro de la Vía Láctea, la galaxia en la que se encuentra el Sistema Solar, podrían existir una docena de agujeros negros. El hallazgo es el primero en apoyar la demostración de una hipótesis sobre el Universo que ha estado presente por décadas.

El descubrimiento forma parte de un equipo de astrofísicos de la Universidad de Columbia en Nueva York, Estados Unidos y aparece publicado en la revista Nature.

Al respecto, el investigador principal del estudio, Chuck Hailey dice que “la Vía Láctea es realmente la única galaxia que tenemos donde podemos estudiar cómo los agujeros negros supermasivos interactúan con los pequeños porque simplemente no podemos ver sus interacciones en otras galaxias”.

Casi durante más de dos décadas, investigadores habían estado buscando sin éxito pruebas que apoyaran la teoría de que miles de agujeros negros rodena a agujeros negros supermasivos en el centro de las grandes galaxias.

“Solo hay unas cinco docenas de agujeros negros conocidos en toda la galaxia -100 mil años luz de ancho- y se supone que hay de 10 mil a 20 mil de estas cosas en una región de solo seis años luz de ancho que nadie ha podido encontrar”, explica Hailey.

Por su parte, Sagitario A*, el agujero negro supermasivo que los astrofísicos sí han podido estudiar, se encuentra rodeado por un halo de gas y polvo que proporciona el caldo de cultivo idóneo para el nacimiento de estrellas masivas que viven, mueren y podrían convertirse en agujeros negros.

Con su investigación, Hailey demostró que los agujeros negros que se encuentran en el exterior del halo del agujero negro supermasivo, caen bajo la influencia de este a medida que pierden energía, lo que hace que se acerque tanto a Sagitario A* que se mantienen cautivos por su fuerza.

Pero las cosas van más allá, explica Hailey. Si bien la mayoría de agujeros negros permanecen aislados, algunos capturan y se unen a una estrella que pasa, formando un sistema binario estelar. Los investigadores creen que hay una gran cantidad de estos agujeros aislados y “apareados” en el centro de la galaxia.

La reunión de estas formaciones crea una cúspide de densidad que se llena cada vez más, a medida que estas disminuyen su distancia con Sagitario A*, destaca la investigación.

En el pasado, los intentos fallidos de encontrar evidencia de dicha cúspide se han centrado en buscar la brillante explosión de rayos X que se produce cuando los agujeros negros se aparean con las estrellas compañeras.

“Es una forma obvia de querer buscar agujeros negros, pero el centro de la galaxia está tan lejos de la Tierra que esas explosiones son lo suficientemente fuertes y brillantes como para verlas una vez cada 100 o mil años”, afirma Hailey.

Para poder detectar estos sistemas binarios, Hailey y sus colegas se dieron cuenta de que tendrían que buscar los rayos X más débiles, pero más estables, emitidos después del enlace inicial, cuando las parejas están en un estado inactivo.

“Sería tan fácil si los sistemas binarios de agujeros negros rutinariamente emitieran grandes ráfagas como lo hacen los sistemas binarios de estrella de neutrones, pero no es así, así que tuvimos que encontrar otra forma de buscarlos”, dijo Hailey.

“Los agujeros negros aislados y sin unir son simplemente negros, no hacen nada. Por lo tanto, buscar agujeros negros aislados tampoco es una forma inteligente de encontrarlos. Pero cuando los agujeros negros se aparean con una estrella de masa baja, ‘el matrimonio’ emite ráfagas de rayos X que son más débiles, pero constantes y detectables.

“Si pudiéramos encontrar agujeros negros que están acoplados con estrellas de baja masa y sabemos qué fracción de agujeros negros se unirán con estrellas de baja masa, podríamos inferir científicamente la población de agujeros negros aislados que hay”, explica.

Usando los datos del Observatorio de Rayos X Chandra, de la NASA, los investigadores probaron su técnica. Buscaron firmas de rayos X de sistemas binarios de agujero negro de masa baja en su estado inactivo y pudieron encontrar 12 a la distancia de tres años luz de Sagitario A*.

Después, los investigadores analizaron las propiedades y la distribución espacial de los sistemas binarios identificados y determinaron de sus observaciones que debe haber entre 300 y 500 sistemas binarios de masa baja de agujero negro y aproximadamente 10 mil agujeros negros aislados en el área que rodea a Sagitario A*.

“Este hallazgo confirma una teoría importante y las implicaciones son muchas pues permitirá avanzar significativamente en la investigación de ondas gravitacionales porque conocer la cantidad de agujeros negros en el centro de una galaxia se puede predecir con mayor precisión cuántos eventos de ondas gravitacionales pueden estar asociados con ellos.

“Toda la información que necesitan los astrofísicos está en el centro de la galaxia”, concluyó Hailey. En la investigación participaron científicos de la Universidad de Columbia, de la Universidad Católica de Chile, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, y del Instituto Milenio de Astrofísica, también en Chile.

University of Columbia.

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