Un equipo de la Universidad de Michigan ha descubierto que un agujero negro en el centro de una galaxia enana cercana, llamada NGC 4395, es aproximadamente 40 veces más pequeño de lo que se pensaba anteriormente, según publican en la revista 'Nature Astronomy'.
Actualmente, los astrónomos creen que los agujeros negros supermasivos se ubican en el centro de cada galaxia son tan masivos o más grandes que la Vía Láctea. Pero también tienen curiosidad por los agujeros negros en galaxias más pequeñas como NGC 4395. Conocer la masa del agujero negro en el centro de NGC 4395, y poder medirlo con precisión, puede ayudar a los astrónomos a aplicar estas técnicas a otros agujeros negros.
"La pregunta permanece abierta para galaxias pequeñas o enanas: ¿tienen estas galaxias agujeros negros y, si lo hacen, se escalan de la misma forma que los agujeros negros supermasivos? --se pregunta la investigadora Elena Gallo--. Responder a estas preguntas podría ayudarnos a comprender el mecanismo a través del cual se ensamblaron estos monstruosos agujeros negros cuando el universo todavía estaba en su infancia".
Para determinar la masa del agujero negro de NGC, Gallo y sus colegas investigadores emplearon el mapeo de reverberación. Esta técnica mide la masa al controlar la radiación emitida por lo que se llama un disco de acrecimiento (una masa de materia recogida por el tirón gravitacional de los agujeros negros) alrededor del agujero negro.
A medida que la radiación viaja hacia afuera desde este disco de acrecimiento, pasa a través de otra nube de material más alejada del agujero negro que es más difusa que el propio disco y que se llama la región de línea ancha. Cuando la radiación llega al gas en la región de línea ancha, provoca que los átomos en ella experimenten una transición.
Esto significa que la radiación expulsa un electrón de la capa de un átomo de hidrógeno, por ejemplo, haciendo que el átomo ocupe un nivel más energético del átomo. Una vez que la radiación pasa, el átomo vuelve a su estado anterior. Los astrónomos pueden visualizar esta transición, que es como un destello.
Al medir cuánto tiempo tarda la radiación del disco de acrecimiento en llegar a la región de línea ancha y causar estos destellos, los astrónomos pueden estimar lo lejos que está la región de línea ancha del agujero negro. Usando esta información, pueden calcular la masa del agujero negro.
"Se cree que la distancia depende de la masa del agujero negro --explica Gallo--. Cuanto más grande sea el agujero negro, mayor será la distancia y más esperará que la luz se emita desde el disco de acrecimiento para impactar en la región de línea ancha".
Utilizando los datos del Observatorio MDM, con sus cálculos los astrónomos pudieron determinar que la masa del agujero negro era aproximadamente 10.000 veces la masa de nuestro sol, unas 40 veces más ligero de lo que se pensaba. Y también resulta el agujero negro más pequeño encontrado a través del mapeo de reverberación.
"Este régimen de galaxias enanas está casi inexplorado cuando se trata de las propiedades de los agujeros negros de sus núcleos-- añade Gallo--. Ni siquiera sabemos si cada galaxia tiene un agujero negro. Esto agrega un nuevo miembro a la familia de agujeros negros sobre los que tenemos información".
Esta información también podría ayudar a los astrónomos a comprender cómo los agujeros negros más grandes dan forma a las galaxias que ocupan. Un campo llamado retroalimentación de los agujeros negros explora cómo los agujeros negros afectan las propiedades de sus galaxias anfitrionas a escalas mucho más grandes de lo que debería alcanzar su atracción gravitacional.
"No hay ninguna razón por la que las estrellas que viven en órdenes de magnitud más grande que el área donde domina la gravedad de los agujeros negros deban saber que hay un agujero negro en su galaxia, pero de alguna manera lo hacen --señala Gallo--. Los agujeros negros de alguna manera dan forma a la galaxia en la que viven en escalas muy grandes, y debido a que no sabemos mucho sobre galaxias más pequeñas con sus agujeros negros más pequeños, no sabemos si eso es verdad hasta el final. Esta medición puede añadir más información a esta relación".
Esta investigación surgió de una asociación entre la UM Astronomy y el Departamento de Física y Astronomía en la Universidad Nacional de Seúl. Las observaciones se realizaron en el observatorio GEMINI North en Hawai y en el MDM Observatory en Arizona. GEMINI es operado por una sociedad entre los Estados Unidos, Canadá, Chile, Brasil, Argentina y Corea.
