Agujeros negros de distinto tamaño son parecidos

Los mayores agujeros negros quizás se alimenten igual que los menores, de acuerdo a datos del Observatorio de rayos-X Chandra y telescopios de suelo. Este descubrimiento apoya la implicación de la teoría de la relatividad de Einstein de que los agujeros negros de todos los tamaños tienen propiedades similares, y será útil para predecir las propiedades de una conjeturada nueva clase de agujeros negros.


La conclusión proviene de una larga campaña de observación de la galaxia espiral M81, que está a 12 millones de años luz de la Tierra. En el centro de M81 hay un agujero negro 70 millones de veces más masivo que nuestro Sol y generan energía y radiación al tirar del gas en la región central de la galaxia, a alta velocidad.

En contraste, los llamados agujeros negros de masa estelar, que tienen unas 10 veces la masa del Sol, tienen una fuente de alimentación diferente. Estos agujeros más chicos adquieren material al tirar del gas de una compañera estrella orbitante. Como los grandes y los más pequeños agujeros se encuentran en diferentes entornos con diferentes fuentes de material del cual se alimentan, ha permanecido la pregunta de si se alimentan de la misma forma.

Usando las nuevas observaciones y un detallado modelo teórico, un equipo de investigación comparó las propiedades del agujero negro de M81 con aquellos agujeros de masa estelar. Los resultados muestran que ambos parecen alimentarse de forma similar y producen una distribución similar de radiación en rayos-X, óptica y de radio.

Una de las implicaciones de la teoría General de la Relatividad de Einstein es que los agujeros negros son objetos simples y sólo su masa y spin determinan su efecto en el espacio-tiempo. Esta última investigación indica que su simpleza se manifiesta a pesar de los complicados efectos del entorno.

"Esto confirma que los patrones de alimentación de agujeros negros de distinto tamaño pueden ser muy similares", dice Sera Markoff de la Universidad de Amsterdam.

El modelo que los científicos usaron para estudiar los agujeros negros incluyen un débil disco de material orbitando alrededor del agujero negro. Esta estructura produciría principalmente rayos-X y luz óptica. Una región de gas caliente alrededor del agujero sería vista en mayor medida en radiación ultravioleta y rayos-X.

"Cuando miramos los datos, surge que nuestro modelo funciona tan bien para el agujero negro de M81 así como para los más pequeños", agrega Michael Nowak, coautor, del Instituto de Tecnología de Massachusetts.

Este trabajo debería ser útil para predecir las propiedades de una tercera clase, no confirmada, de agujeros negros intermedios, cuya masa estaría entre las de los agujeros de masa estelar y los supermasivos. Algunos posibles miembros de esta clase han sido identificados, pero la evidencia es controversial, por lo que predicciones específicas de las propiedades de esos agujeros serían muy útiles.

Además del Observatorio Chandra, tres conjuntos de radio (El Giant Meterwave Radio Telescope, el Very Large Array y el Very Long Baseline Array), dos telescopios milimétricos y el Observatorio Lick monitorearon la galaxia M81. Las observaciones fueron hechas en simultáneo para asegurar que las variaciones en brillo por los cambios en la tasa de alimentación, no confundieran los resultados.

El resultado confirma un trabajo anterior, menos detallado, de Andrea Merloni del Instituto Max Planck en Alemania que sugería que las propiedades básicas de los agujeros negros mayores eran similares a los de menor tamaño.

Los resultados aparecerán en la próxima edición de The Astrophysical Journal.



Fuentes y links relacionados

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Chandra:Black Holes Have Simple Feeding Habits


Results from an Extensive Simultaneous Broadband Campaign on the Underluminous Active Nucleus M81*: Further Evidence for Mass-scaling Accretion in Black Holes
Sera Markoff, Michael Nowak, Andrew Young, Herman L. Marshall, Claude R. Canizares, Alison Peck, Melanie Krips, Glen Petitpas, Rainer Schödel, Geoffrey C. Bower, Poonam Chandra, Alak Ray, Michael Muno, Sarah Gallagher, Seth Hornstein, and Chi C. Cheung
The Astrophysical Journal
DOI:10.1086/588718

Sobre las imágenes

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Esta composición de imagen de NASA de la galaxia espiral M81 incluye datos de rayos-X del Observatorio Chandra (azul), datos ópticos del Telescopio Espacial Hubble (verde), infrarrojos del Telescopio Espacial Spitzer (rosa) y datos del ultravioleta de GALEX (en violeta).El recuadro es un acercamiento de la imagen de Chandra de la región central, que hospeda un agujero negro.
Crédito:NASA/CXC/Wisconsin/D.Pooley & CfA/A.Zezas; Optical: NASA/ESA/CfA/A.Zezas; UV: NASA/JPL-Caltech/CfA/J.Huchra et al.; IR: NASA/JPL-Caltech/CfA

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