Los agujeros negros más grandes alcanzan cierto punto y luego no crecen más, según la mejor encuesta hasta la fecha de los agujeros negros realizados con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Los científicos también han descubierto muchos agujeros negros previamente ocultos que están muy por debajo de su límite de peso.
Estos nuevos resultados corroboran el trabajo teórico reciente sobre cómo crecen los agujeros negros y las galaxias. Los agujeros negros más grandes, aquellos con al menos 100 millones de veces la masa del Sol, comieron vorazmente durante el Universo temprano. Casi todos ellos se quedaron sin 'comida' hace miles de millones de años y siguieron una dieta de hambre forzada.
Centrarse en los agujeros negros en el Chandra Deep Field North Centrarse en los agujeros negros en el Chandra Deep Field North
Por otro lado, los agujeros negros entre aproximadamente 10 y 100 millones de masas solares siguieron un plan de alimentación más controlado. Debido a que tomaron porciones más pequeñas de sus comidas de gas y polvo, continúan creciendo hoy.
"Nuestros datos muestran que algunos agujeros negros supermasivos parecen atravesarse, mientras que otros prefieren pastar", dijo Amy Barger de la Universidad de Wisconsin en Madison y la Universidad de Hawai, autora principal del artículo que describe los resultados en el último número de The Revista Astronómica (febrero de 2005). "Ahora entendemos mejor que nunca cómo crecen los agujeros negros supermasivos".
Una revelación es que existe una fuerte conexión entre el crecimiento de los agujeros negros y el nacimiento de las estrellas. Anteriormente, los astrónomos habían realizado estudios cuidadosos de la tasa de natalidad de las estrellas en las galaxias, pero no sabían tanto sobre los agujeros negros en sus centros.
"Estas galaxias pierden material en sus agujeros negros centrales al mismo tiempo que hacen sus estrellas", dijo Barger. "Entonces, cualquier mecanismo que gobierne la formación de estrellas en las galaxias también gobierna el crecimiento del agujero negro".
Los astrónomos han realizado un censo exacto de los agujeros negros más grandes y activos en la distancia, y de los más pequeños y tranquilos más cercanos. Ahora, por primera vez, los que están en el medio se han contado correctamente.
Crecimiento de los agujeros negros más grandes ilustrados Crecimiento de los agujeros negros más grandes ilustrados
"Necesitamos tener una cuenta precisa con el tiempo de todos los agujeros negros en crecimiento si alguna vez esperamos entender sus hábitos, por así decirlo", coautor Richard Mushotzky del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
Los agujeros negros supermasivos en sí mismos son invisibles, pero el gas calentado a su alrededor, algunos de los cuales eventualmente caerán en el agujero negro, produce grandes cantidades de radiación en los centros de las galaxias a medida que crecen los agujeros negros.
Este estudio se basó en las imágenes de rayos X más profundas jamás obtenidas, los campos profundos norte y sur de Chandra, más una encuesta clave de área más amplia de un área llamada "Lockman Hole". Las distancias a las fuentes de rayos X se determinaron mediante un seguimiento espectroscópico óptico en el telescopio Keck de 10 metros en Mauna Kea en Hawai, y muestran el rango de agujeros negros de menos de mil millones a 12 mil millones de años luz de distancia.
Dado que los rayos X pueden penetrar el gas y el polvo que bloquean la emisión óptica y ultravioleta, las imágenes de rayos X de exposición muy larga son cruciales para encontrar agujeros negros que de otro modo pasarían desapercibidos.
Chandra descubrió que muchos de los agujeros negros de menos de 100 millones de soles están enterrados bajo grandes cantidades de polvo y gas, lo que impide la detección de la luz óptica del material calentado cerca del agujero negro. Los rayos X son más enérgicos y pueden excavar a través de este polvo y gas. Sin embargo, el mayor de los agujeros negros muestra pocos signos de oscurecimiento por polvo o gas. En una forma de autocontrol del peso, los fuertes vientos generados por el frenesí de alimentación del agujero negro pueden haber limpiado el polvo y el gas restantes.
Otros aspectos del crecimiento del agujero negro fueron descubiertos. Por ejemplo, el tamaño típico de las galaxias que experimentan la formación de agujeros negros supermasivos se reduce con el tiempo cósmico. Tal "reducción cósmica" se observó previamente para las galaxias en formación estelar. Estos resultados se conectan bien con las observaciones de galaxias cercanas, que encuentran que la masa de un agujero negro supermasivo es proporcional a la masa de la región central de su galaxia anfitriona.
Los otros coautores del artículo en la edición de febrero de 2005 de The Astronomical Journal fueron Len Cowie, Wei-Hao Wang y Peter Capak (Instituto de Astronomía, Univ. De Hawaii), Yuxuan Yang (GSFC y la Univ. De Maryland , College Park) y Aaron Steffan (Univ. De Wisconsin, Madison).
El Centro Marshall de Vuelo Espacial Marshall de la NASA, Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misión Espacial de la NASA, Washington. Northrop Grumman de Redondo Beach, California, anteriormente TRW, Inc., fue el principal contratista de desarrollo del observatorio. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas y de vuelo desde el Centro de Rayos X Chandra en Cambridge, Massachusetts.
Información e imágenes adicionales están disponibles en: http://chandra.harvard.edu y http://chandra.nasa.gov
Fuente original: Comunicado de prensa de Chandra
