La población de agujeros negros en el centro de nuestra galaxia

Dibujo20180405 Chandra 2-8-keV image Galactic Centre X-ray and Surface density of the 12 non-thermal sources nature doi 10 1038 nature25029

Las simulaciones de la formación de galaxias predicen una gran población de agujeros negros de masa estelar alrededor de sus agujeros negros supermasivos centrales. Hasta ahora no habían sido observados en nuestra galaxia. Se publica en Nature la primera observación de una docena de binarias de rayos X en un círculo con un pársec de radio alrededor de Sgr A*. Una extrapolación razonable implica que tiene que haber cientos. Por supuesto, no se puede descartar que muchos de ellos sean púlsares de milisegundos (sistemas binarios con estrellas de neutrones en lugar de agujeros negros de masa estelar). Como solo se observan agujeros negros en sistemas binarios, estos números apuntan a una población de más de diez mil agujeros negros aislados, no observables, como predicen los modelos teóricos.

El Telescopio Chandra de Rayos X ha realizado unas 1,4 millones de observaciones en 12 años usando el espectrómetro ACIS I (Advanced CCD Imaging Spectrometer I). En la región cercana a Sagitario A-estrella (Sgr A*) se han observado 415 fuentes puntuales de rayos X con una distancia proyectada de entre 0,2 pc < r < 3,8 pc de Sgr A* con energías entres 2 y 8 keV. Aplicando varios criterios de selección se han encontrado 13 fuentes con r < 1 pc candidatos a binarias con agujeros negros (aunque no se puede descartar con seguridad que al menos la mitad correspondan a estrellas de neutrones). Con la resolución angular de Chandra, unos 0,025 pc en el Centro Galáctico, no se puede hacer mucho más. En la figura se han separado las fuentes térmicas (circulitos rojos) de las no térmicas (circulitos celestes), donde las primeras son los candidatos a agujeros negros de masa estelar.

Los interesados en los detalles del análisis disfrutarán de Charles J. Hailey, Kaya Mori, …, Benjamin J. Hord, “A density cusp of quiescent X-ray binaries in the central parsec of the Galaxy,” Nature 556: 70–73 (05 Apr 2018), doi: 10.1038/nature25029.Más información en Mark R. Morris, “Bounteous black holes at the Galactic Centre,” Nature 556: 319-320 (16 Apr 2018), doi: 10.1038/d41586-018-04341-8.

Dibujo20180419 black hole sgr a-star black natured41586-018-04341-8

La circunferencia roja en esta figura tiene un radio de un pársec alrededor de Sgr A*. Te recuerdo que un pársec son 3,26 años luz y que Próxima Centauri está a 1,3 pársecs del Sol. Sin lugar a dudas una región muy pequeña. Sin embargo, tampoco debes olvidar que el radio de influencia gravitacional de Sgr A*, con sus 4 millones de masas solares, es de sólo 3 pársecs (la esfera de influencia gravitacional de un cuerpo es la región dominada por la gravitación que genera); Sgr A* solo influye en un 0,00978% de toda la materia visible de la Vía Láctea.


3 Comentarios

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danieldaniel

¿Cuál es la razón de que se formen tantos agujeros negros alrededor del agujero negro supermasivo central? ¿Podría ser simplemente una gran acumulación de gas y polvo en el origen, en el centro de la futura galaxia, que da lugar a una gran cantidad de estrellas que acaban en agujeros negros?

danieldaniel

No me ha quedado muy clara la relación entre relaxation time y dynamical friction. Parece que desde el comienzo hay una mayor densidad de materia en el bulbo pero además se produce una migración hacia el centro galáctico:
The central region of the Galaxy is also peculiar because the relaxation time among stars can be shorter than the age of the Galaxy, owing to the high density
The high mass of these black holes implies that their dynamical friction time to move to the center of the Galaxy is shorter than a Hubble time over a much larger volume than the one where ordinary stars have a short relaxation time
En todo caso hay que felicitar a los autores porque se haya comprobado su predicción

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