Imagen del Hubble de una muestra de 20 quásares cercanos. Crédito de imagen: NASA / ESA / ESO Haga clic para ampliar
La detección de un agujero negro supermasivo sin una galaxia masiva de "host" es el resultado sorprendente de un gran estudio de los cuásares de Hubble y VLT.
Este es el primer descubrimiento convincente de tal objeto. Una explicación intrigante es que la galaxia anfitriona puede estar hecha casi exclusivamente de "materia oscura".
Un equipo de astrónomos europeos ha utilizado dos de las instalaciones astronómicas más potentes disponibles, el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA y el Telescopio Muy Grande (VLT) de ESO en Cerro Paranal, para descubrir un cuásar brillante sin una galaxia anfitriona masiva.
Los cuásares son una fuente poderosa y típicamente muy distante de grandes cantidades de radiación. Se asocian comúnmente con galaxias que contienen un agujero negro central activo.
El equipo realizó un estudio detallado de 20 cuásares relativamente cercanos. Para 19 de ellos, encontraron, como se esperaba, que estos agujeros negros supermasivos están rodeados por una galaxia anfitriona. Pero cuando estudiaron el brillante quásar HE0450-2958, ubicado a unos 5000 millones de años luz de distancia, no pudieron encontrar evidencia de una galaxia anfitriona.
Los astrónomos sugieren que esto puede indicar un caso raro de una colisión entre una galaxia espiral aparentemente normal y un objeto "exótico" que alberga un agujero negro muy masivo.
Con masas que son cientos de millones de veces más grandes que el Sol, los agujeros negros supermasivos se encuentran comúnmente en los centros de las galaxias más masivas, incluida nuestra propia Vía Láctea. Estos agujeros negros a veces se manifiestan dramáticamente al devorar la materia que se tragan gravitacionalmente de su entorno.
Los mejores alimentados de estos objetos brillan como "cuásares" (que significa "objeto cuasi estelar" porque inicialmente se los había considerado como estrellas).
La última década de observaciones, en gran parte con el telescopio Hubble, ha demostrado que los cuásares normalmente están asociados con galaxias huésped masivas. Sin embargo, observar la galaxia anfitriona de un cuásar es un trabajo desafiante porque el quásar eclipsa completamente al huésped y enmascara la estructura subyacente de la galaxia.
Para superar este problema, los astrónomos idearon una estrategia nueva y altamente eficiente. Combinando las imágenes ultrafinas de Hubble y la espectroscopía del VLT de ESO, observaron su muestra de 20 cuásares al mismo tiempo que una estrella de referencia. La estrella sirvió como una fuente de luz puntual de referencia que se utilizó para desenredar la luz del quásar de cualquier luz posible de una galaxia subyacente.
A pesar de las técnicas innovadoras utilizadas, no se vio galaxia huésped alrededor de HE0450-2958. Esto significa que si existe una galaxia anfitriona, debe ser al menos seis veces más débil que las galaxias anfitrionas típicas, o tener un radio menor de aproximadamente 300 años luz, es decir, de 20 a 170 veces menor que las galaxias anfitrionas típicas (que normalmente tienen radios que van desde aproximadamente 6000 hasta 50 000 años luz).
"Con la poderosa combinación de Hubble y el VLT, estamos seguros de que hubiéramos podido detectar una galaxia anfitriona normal", dijo Pierre Magain, de la Universit. de Li? ge, Bélgica.
Sin embargo, los astrónomos detectaron una interesante nube de gas más pequeña, de unos 2.500 años luz de ancho, cerca del quásar, que denominan "la burbuja". Las observaciones de VLT muestran que esta nube brilla intensamente porque está bañada por la intensa radiación que proviene del cuásar y no de las estrellas dentro de la nube. Lo más probable es que el gas de esta nube alimente el agujero negro supermasivo, lo que le permite convertirse en un quásar.
"La ausencia de una galaxia anfitriona masiva, combinada con la existencia de la burbuja y la galaxia formadora de estrellas, nos lleva a creer que hemos descubierto un cuásar realmente exótico", dijo el Padre Courbin de la Ecole Polytechnique Federale de Lausana, Suiza.
“No hay duda de que un aumento en la formación de estrellas en la galaxia compañera y el quásar en sí mismo se encendió por una colisión que debió ocurrir hace unos 100 millones de años. Lo que le sucedió al supuesto cuásar anfitrión sigue siendo desconocido.
HE0450-2958 es un caso desafiante. Los astrónomos proponen varias explicaciones posibles. ¿La galaxia anfitriona ha sido completamente interrumpida como resultado de la colisión? ¿Un agujero negro aislado ha capturado gas al cruzar el disco de una galaxia espiral? Esto requeriría condiciones muy especiales y probablemente no habría causado una tremenda perturbación de la galaxia vecina como se observa. Es de esperar que otros estudios aclaren la situación.
Otra hipótesis intrigante es que la galaxia que alberga el agujero negro estaba hecha casi exclusivamente de "materia oscura". Puede ser que lo que se observa sea una fase normal en la formación de una galaxia masiva, que en este caso ha tenido lugar varios 1000 millones de años más tarde que en la mayoría de los demás.
Fuente original: Portal de la ESA
