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    Los astrónomos hacen un dibujo de composición de los escurridizos agujeros negros errantes

    Representación de un cúmulo estelar hipercompacto para el instrumento NISP a bordo del próximo telescopio Euclid. La barra de color representa el recuento de fotones. Crédito:SRON / RU

    Cuando dos galaxias chocan, sus agujeros negros centrales se fusionan, emitiendo ondas gravitacionales. Los astrónomos teorizan que un efecto de retroceso a veces expulsa al agujero negro fusionado de la galaxia mientras arrastra a las estrellas cercanas durante el viaje. Investigadores de SRON y Radboud University ahora han hecho una predicción de cómo se verán estos grupos para identificarlos y probar su existencia. Sus hallazgos se publican en MNRAS .

    Los astrónomos creen que todas las galaxias masivas albergan un agujero negro central que pesa entre millones y miles de millones de masas solares. Es posible que haya agujeros negros más pequeños en los núcleos de las galaxias enanas. El agujero negro central más famoso es el que está dentro de la galaxia M87, que se convirtió en la primera fotografiada en 2019.

    Cuando dos galaxias se fusionan, sus estrellas se mezclarán en su mayoría sin chocar, pero los dos agujeros negros centrales se fusionarán. La fusión produce ondas gravitacionales que transportan cantidades extremas de energía, comparable a una bomba atómica con la masa de varios soles. Puedes imaginar que si esta energía se irradia aunque sea ligeramente asimétrica, habrá un retroceso en la otra dirección, similar a un astronauta disparando un arma en el espacio. Si el retroceso es lo suficientemente fuerte, el agujero negro fusionado resultante es expulsado de su propia galaxia. Cualquier estrella que estuviera unida gravitacionalmente a ella será arrastrada para el viaje. Así es como surgen los cúmulos estelares hipercompactos (HCSC), al menos según la teoría; todavía no se han visto en la vida real.

    Un grupo de astrónomos del Instituto de Investigación Espacial de los Países Bajos SRON y la Universidad de Radboud pensaron que los HCSC podrían estar ocultos en las bases de datos existentes, incluidos los del telescopio Gaia y el Sloan Digital Sky Survey. Pero rápidamente se dieron cuenta de que nadie había hecho predicciones detalladas sobre cómo se verían en la base de datos.

    Entonces, como primer paso en su búsqueda, ahora han hecho sus propias predicciones y las han publicado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . El equipo, incluido el primer autor Davide Lena y el líder del grupo Peter Jonker, predice los colores, imágenes y espectros de HCSC diseñados específicamente para cada base de datos. También calcularon cómo aparecería un cúmulo en una imagen de telescopio bidimensional.

    Si los investigadores logran identificar el primer HCSC de la vida real, pueden derivar la velocidad de patada que recibió del retroceso que siguió a la fusión de las dos galaxias de las que emergió. Lena dice:"Eso ya se ha calculado a partir de simulaciones de ondas gravitacionales, pero esos se basan en teorías que necesitan ser confirmadas por observaciones ".

    Cualquier agujero negro expulsado en las afueras de la Vía Láctea habrá sido el resultado de fusiones entre una galaxia enana y una Vía Láctea joven que había comenzado recientemente desde cero. construyendo un enorme agujero negro en su centro. De modo que esos agujeros negros fusionados no deberían tener más que una masa intermedia; entre cientos y cientos de miles de masas solares. "Se debate la existencia de agujeros negros de masa intermedia, "dice Lena." Si de hecho encontramos HCSC, al mismo tiempo mostraremos la existencia de agujeros negros de masa intermedia. Entonces podemos confirmar esto midiendo la masa de los agujeros negros a través de observaciones espectroscópicas de la HCSC ".

    Jonker dice:"Creemos que las fusiones juegan un papel importante en la formación de agujeros negros masivos. El satélite LISA de la ESA, que se lanzará en 2034, podrá detectar sus ondas gravitacionales. Entre otros, SRON y Radboud University están dispuestos a contribuir a la construcción de este fantástico satélite ".


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