2012-02-24 | Washington, DC.- Los astrónomos que usan el Hubble de la NASA, el Telescopio Espacial podría haber encontrado evidencia de un cúmulo de estrellas jóvenes y azules que rodean uno de los primeros intermedio de agujeros negros de masa que se haya descubierto.
Los astrónomos creen que el agujero negro pudo haber estado en el centro de una galaxia enana ahora se desintegró no se ve. El descubrimiento del agujero negro y el cúmulo de estrellas posible tiene implicaciones importantes para entender la evolución de los agujeros negros supermasivos y las galaxias.
Este canto espectacular galaxia, llamada la galaxia ESO 243-49, es el hogar de un agujero negro de masa intermedia que pueda haber sido despojado de una galaxia enana canibalizado. La estimación de 20.000 masas solares agujero negro se encuentra por encima del plano galáctico. Este es un lugar poco probable para un agujero negro masivo que existe, a menos que pertenecía a una pequeña galaxia que fue destruido por la gravedad, aparte de la galaxia ESO 243-49. El círculo identifica una única fuente de rayos X que señala el agujero negro. Los rayos X se cree que la radiación de un disco de acreción caliente alrededor del agujero negro. La luz azul no sólo proviene de un disco de acreción caliente, sino también de un grupo de estrellas jóvenes y calientes que se formaron alrededor del agujero negro. La galaxia es de 290 millones de años luz de la Tierra. Hubble no puede resolver las estrellas individualmente, porque el grupo se sospecha está demasiado lejos. Su presencia se infiere a partir del color y el brillo de la luz proveniente de la ubicación del agujero negro.
Los astrónomos saben cómo las estrellas masivas colapsan para formar agujeros negros, pero no está claro cómo los agujeros negros supermasivos, que pueden pesar miles de millones de veces la masa de nuestro Sol, se forman en los núcleos de las galaxias. Una idea es que los agujeros negros supermasivos se puede acumular a través de la fusión de agujeros negros más pequeños.
Sean Farrell, del Instituto de Astronomía de Sydney en Australia descubrió un agujero negro mediano en 2009 con la Agencia Espacial Europea XMM-Newton de rayos-X del telescopio espacial. Conocido como el HLX-1 (Hyper-Luminous fuente de rayos X 1), el agujero negro tiene un peso estimado de cerca de 20.000 masas solares. Se encuentra hacia el borde de la galaxia ESO 243-49, 290 millones de años luz de la Tierra.
Farrell luego observó el HLX-1 simultáneamente con observatorio Swift de la NASA en rayos X y Hubble en cerca de longitudes de onda infrarrojas, ópticas y ultravioleta. La intensidad y el color de la luz puede indicar la presencia de un grupo joven y masiva de estrellas azules, quizás de 250 años luz de diámetro, que rodea el agujero negro. Hubble no puede resolver las estrellas individualmente, porque el grupo se sospecha está demasiado lejos. El brillo y el color es consistente con otros grupos de estrellas que se ven en otras galaxias, pero algo de la luz puede venir del disco gaseoso alrededor del agujero negro.
"Antes de este reciente descubrimiento, que se sospecha que de masa intermedia agujeros negros podrían existir, pero ahora comprendemos de dónde podrían haber venido," dijo Farrell. "El hecho de que parece que hay un grupo muy pequeño de las estrellas indica que el agujero negro de masa intermedia podría haberse originado como el agujero negro central de una galaxia enana de muy baja masa. La galaxia enana a continuación, podría haber sido tragado por la galaxia más masiva, al igual que sucede en nuestra Vía Láctea. "
Desde la firma de los rayos X, el equipo de Farrell sabía que habría un poco de luz azul emitida por la alta temperatura del gas caliente del disco que gira alrededor del agujero negro. No podían dar cuenta de la luz roja del disco. Se tendría que ser producida por un enfriador de gas mucho, y llegaron a la conclusión esto sería más probable es que vienen de las estrellas. El siguiente paso fue construir un modelo que añade el brillo de una población de estrellas. Estos modelos favorecen la presencia de un grupo joven masiva de estrellas que rodean el agujero negro, pero esta interpretación no es única, así que las observaciones no son suficientes. En particular, los estudios dirigidos por Roberto Soria del Centro Australiano para la Investigación Internacional de Radioastronomía, utilizando los datos del Hubble y el telescopio terrestre muy grande, se muestran las variaciones en el brillo de la luz que un cúmulo de estrellas no podía causar.Esto indica que la irradiación del disco en sí podría ser la principal fuente de luz visible, en vez de un cúmulo de estrellas masivas.
"Lo que definitivamente se puede decir con los datos del Hubble es que se requiere tanto la emisión de un disco de acreción y la emisión de una población estelar para explicar los colores que vemos", dijo Farrell.
Tales cúmulos jóvenes de estrellas se encuentran comúnmente en el interior de las galaxias como la galaxia, pero no fuera de la disco aplanado de estrellas, tal como se encuentra con el HLX-1. Un escenario posible es que el HLX-1 agujero negro era el agujero negro central de una galaxia enana. La galaxia anfitriona más grande que puede haber captado el enano. En esta conjetura, la mayoría de las estrellas del enano que se han eliminado a través de la colisión entre las galaxias. Al mismo tiempo, las estrellas nuevas, jóvenes se han formado en el encuentro. La interacción que se comprime el gas alrededor del agujero negro, entonces también habría provocado la formación de estrellas.
Farrell la teoría de que el cúmulo de estrellas posible puede ser inferior a 200 millones de años. Esto significa que la mayor parte de las estrellas se formaron después de la colisión del enano con la galaxia más grande. La edad de las estrellas le dice cuánto tiempo hace que las dos galaxias se estrellaron entre sí.
Farrell propuso para más observaciones de este año. Los nuevos hallazgos se publican en el 15 de febrero número de la revista Astrophysical Journal. Soria y sus colegas han publicado sus conclusiones alternativas en el 17 de enero edición en línea del Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. NASA Goddard Space Flight Center en Greenbelt, Maryland, gestiona el telescopio. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo operaciones científicas del Hubble. STScI es operado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, Inc., en Washington, DC
Para más imágenes e información sobre el HLX-1, visite:
(Crédito: NASA, ESA, y S. Farrell, Sydney Instituto de Astronomía de la Universidad de Sydney)
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