Una pequeña galaxia que orbita la Vía Láctea llamada Leo podría estar albergando un gran secreto.
Según un nuevo análisis, la región central de Leo I tiene un agujero negro supermasivo absolutamente monstruoso, en comparación con la masa de la galaxia. La propia galaxia tiene alrededor de 20 millones de veces la masa del Sol. El agujero negro tiene alrededor de 3,3 millones de masas solares, alrededor del 16 por ciento de la masa total de la galaxia.
Aunque existe un gran margen de incertidumbre, el resultado sigue siendo una gran sorpresa. Esa masa de 3,3 millones de masas solares está bastante cerca de la masa de Sagitario A *, el agujero negro supermasivo en el corazón de la Vía Láctea. Sgr A * tiene alrededor de 4 millones de masas solares, y cálculos recientes sitúan la masa de la Vía Láctea en torno a 1,3 billones de masas solares
Esa es una diferencia absolutamente asombrosa en las proporciones de masa. La posible presencia de un agujero negro tan grande en una galaxia tan pequeña es sorprendente, ya que pensamos que teníamos algunas reglas bastante fiables para la relación entre un agujero negro central y su galaxia. Pero, si se verifica, podría decirnos algo nuevo sobre cómo las galaxias y los agujeros negros supermasivos en sus centros crecen y evolucionan.
“Una masa de agujero negro tan grande en Leo I es significativa en muchos aspectos”. los investigadores escribieron en su artículo.
“Es la primera detección de un agujero negro en una galaxia esferoidal enana usando cinemática resuelta espacialmente, tiene una masa que es similar a la masa estelar total del sistema, y es una masa comparable a la del agujero negro en el centro de la Vía Láctea “.
Hay todo un enjambre de galaxias enanas en el espacio alrededor de la Vía Láctea (y también alrededor de otras galaxias), algunas que están en proceso de colisionar y ser absorbidas por la otra galaxia. Se cree que este es un medio importante por el cual las galaxias crecen gradualmente con el tiempo.
Pero no todas las galaxias enanas están construidas por igual, y estudiarlas puede ayudarnos a comprender la diversidad galáctica y cómo se forman estos objetos.
Leo I, ubicado a unos 820.000 años luz de la Tierra, es uno de esos posibles valores atípicos. A diferencia de la mayoría de los satélites de la Vía Láctea, se ha descubierto que no tiene mucha materia oscura, el pegamento gravitacional directamente indetectable que une al Universo.
Aunque no podemos sondear la materia oscura directamente, podemos medirla basándonos en la influencia que tiene en las cosas que podemos detectar. Las estrellas, por ejemplo, orbitan sus galaxias más rápido de lo que deberían si solo la materia detectable las estuviera influenciando.
Los astrónomos del Observatorio McDonald de la Universidad de Texas en Austin querían estudiar el perfil de materia oscura de Leo I, o la forma en que cambia la densidad de materia oscura desde el centro de la galaxia a sus afueras.
Tomaron nuevas observaciones de Leo I usando el Telescopio Harlan J. Smith en el Observatorio McDonald, y luego ingresaron estos datos y modelos sofisticados de la galaxia en una supercomputadora para su análisis. Y sus resultados mostraron que un agujero negro supermasivo debería estar al acecho en el centro galáctico.
“Los modelos están gritando que necesitas un agujero negro en el centro; realmente no necesitas mucha materia oscura”. dijo el astrónomo Karl Gebhardt de UT Austin.
“Tienes una galaxia muy pequeña que está cayendo en la Vía Láctea, y su agujero negro es casi tan masivo como el de la Vía Láctea. La proporción de masa es absolutamente enorme. La Vía Láctea es dominante; el agujero negro Leo I es casi comparable. “
El artículo del equipo mostró que las mediciones anteriores de las velocidades orbitales de las estrellas en Leo I mostraban un fuerte sesgo hacia estrellas más lentas; es por eso que los cálculos anteriores pueden haber perdido una masa tan enorme. Dado que el nuevo estudio afirma no tener tal sesgo, pudo encontrar lo que otros pasaron por alto.
Pero el resultado tampoco es del todo sin precedentes.
En 2014, se descubrió que una galaxia enana con una masa total de 140 millones de masas solares tenía un agujero de bloque supermasivo. registrando 21 millones de masas solares – alrededor del 15 por ciento de la masa galáctica total. Luego, en 2017, Se encontraron dos galaxias enanas más con chonks de agujero negro., de 4,4 millones y 5,8 millones de masas solares, el 13 y el 18 por ciento de las masas de sus galaxias anfitrionas, respectivamente.
Entonces, aunque actualmente “no tenemos una explicación para este tipo de agujero negro en las galaxias esferoidales enanas”, according to UT Austin astronomer María José Bustamante, tal vez sea una ocurrencia bastante común.
Y eso podría ayudar a explicar cómo los agujeros negros supermasivos se vuelven tan supermasivos. Cuando dos galaxias se fusionan, eventualmente sus agujeros negros supermasivos también deberían hacerlo. Lo que significa que las galaxias enanas podrían estar alimentando los agujeros negros de los enormes.
“Si la masa del agujero negro de Leo I es alta, eso puede explicar cómo crecen los agujeros negros en las galaxias masivas”. Gebhardt dijo.
La investigación ha sido publicada en El diario astrofísico.
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