Artist's view of intermediate-mass black hole in its host galaxy
Impresión artística de una galaxia y el HLX-1 (estrella azul a la izquierda)

XMM-Newton descubre un nuevo tipo de agujeros negros

1 julio 2009

Gracias al observatorio de rayos X de la ESA, XMM-Newton, un equipo de astrónomos ha descubierto en una galaxia lejana un agujero negro con una masa superior a 500 masas solares, un eslabón perdido entre los agujeros negros estelares y los agujeros negros supermasivos. Este descubrimiento es la mejor detección hasta la fecha de esta nueva clase de agujeros negros que se lleva buscando desde hace tiempo: los agujeros negros de masa intermedia.

Este descubrimiento, que será publicado hoy en la revista Nature, ha sido realizado por un equipo internacional de investigadores trabajando con datos obtenidos por XMM-Newton. El equipo está dirigido por Sean Farrell del Centre d’Etude Spatiale des Rayonnements, basado ahora en la Universidad de Leicester.

Los agujeros negros estelares (con una masa de entre tres y veinte veces la de nuestro Sol) y los agujeros negros supermasivos (desde varios millones hasta varios miles de millones la masa del Sol) se conocen desde hace tiempo. Debido al gran vacío existente entre estos dos extremos, los científicos han especulado sobre la existencia de un tercer tipo de agujeros negros, con masas comprendidas entre los cientos y los cientos de miles de veces la masa del Sol.

Hasta ahora, los científicos no habían sido capaces de confirmar la existencia de esta esquiva clase intermedia.

El equipo de Farrell estaba analizando datos de archivo obtenidos por XMM-Newton, buscando estrellas de neutrones y enanas blancas, cuando tropezaron con un objeto muy peculiar que había sido observado el 23 de Noviembre de 2004.

Bautizado como HLX-1 (acrónimo inglés de Hyper-Luminous X-ray source 1, fuente de rayos-X híper-luminosa 1), este objeto se encuentra a las afueras de la galaxia ESO 243-49, aproximadamente a 290 millones de años-luz de la Tierra. Si efectivamente se encuentra en esta galaxia tan distante, el HLX-1 es muy luminoso en rayos-X, emitiendo picos de hasta 260 millones de veces la luminosidad del Sol.

Analizando la luz producida por el HLX-1, el equipo descubrió que la firma en rayos-X era inconsistente con cualquier otro objeto que no fuese un agujero negro alimentado. El brillo registrado era demasiado débil para que el objeto se encontrase en nuestra Galaxia, y la ausencia de emisiones observables en radio u óptico desde la ubicación del HLX-1, junto a la firma en rayos-X detectada, indica que es improbable que se trate de una galaxia en segundo plano.

HLX-1 es muy luminosos en rayos-X, emitiendo picos de hasta 260 millones de veces la luminosidad del Sol

Esto significa que la fuente de la emisión en rayos-X debe estar situada en la galaxia ESO 243-49. Su localización está demasiado lejos del centro galáctico como para ser un agujero negro supermasivo, y es demasiado brillante como para ser un agujero negro estelar, aunque se estuviese alimentado a la tasa máxima.

Para asegurarse de que realmente se trata de un objeto astronómico único y no un grupo de varias fuentes más débiles que brilla con fuerza, el equipo empleó XMM-Newton para observarlo de nuevo el 28 de Noviembre de 2008.

Comparando las dos observaciones, descubrieron que la firma en rayos-X originada por el HLX-1 variaba notablemente con el tiempo, de lo que concluyeron que se trataba de un único objeto. Descubrieron que la única forma de explicar esta intensa luminosidad era si el HLX-1 albergaba un agujero negro de más de 500 masas solares. Ninguna otra explicación física podría justificar sus observaciones.

Los pocos candidatos a agujeros negros intermedios que han sido descubiertos hasta la fecha podrían explicarse con otras teorías, pero este destaca por tener un brillo aproximadamente 10 veces mayor que el de cualquier otro candidato. El equipo tenía en sus manos la mejor detección de un agujero negro de masa intermedia realizada hasta la fecha.

Si bien se sabe que los agujeros negros estelares son los restos de estrellas masivas, cómo se forman los agujeros negros supermasivos continúa siendo una incógnita. Una de las posibles explicaciones pasa por la fusión de agujeros negros de masa intermedia. Para ratificar esta teoría, era esencial probar en primer lugar la existencia de éstos.

Este es el motivo por el que descubrimientos como este realizado por XMM-Newton son tan importantes. Ayudarán a comprender cómo se forman los agujeros negros supermasivos, como el que se encuentra en el centro de nuestra Galaxia.

El equipo ha planificado realizar más observaciones en rayos-X, ultravioleta, óptico, infrarrojo y radio en un futuro próximo para comprender mejor este objeto único y su entorno.

Para más información:

Sean Farrell, University of Leicester
Email: saf28 @ star.le.ac.uk

Didier Barret, Centre d’Etude Spatiale des Rayonnements
Email: didier.barret @ cesr.fr

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