Astrofísicos de la Universidad Estatal de Moscú han encontrado una nueva forma de estimar la masa de agujeros negros supermasivos fuera de nuestra galaxia. incluso si son apenas detectables. Los resultados del estudio se publicaron en Astronomía y Astrofísica .

Los agujeros negros son objetos hipotéticos cuya atracción gravitacional es tan grande que ni siquiera la luz puede escapar de ellos. La existencia de agujeros negros se deriva de las soluciones de las ecuaciones de Einstein. Los científicos han observado repetidamente el resultado de las interacciones de los agujeros negros con la materia circundante, por ejemplo, gas cayendo en el agujero negro.

"Si un agujero negro absorbe una sustancia, hay lo que se llama acreción. Debido a la fricción y al calentamiento, causa radiación, lo que nos permite ver el objeto indirectamente y decir que se trata de un agujero negro, "explicó Elena Seifina, el investigador líder de la SAI MSU. "Si los agujeros negros no tienen tal recarga, entonces es posible que ni siquiera sospechemos de su existencia ".

Para comprender la naturaleza de esos agujeros negros "dormidos", Los astrónomos dirigidos por Elena Seifina recurrieron a varios brotes de fuentes extragalácticas. Uno de ellos, Rápido J1644 + 57, fue observado en 2011 simultáneamente por varios observatorios cósmicos (RXTE, Swift y Suzaku) en los rangos de rayos X y rayos gamma.

En primer lugar, Los científicos pensaron que estaban viendo otro estallido de rayos gamma (GRB) similar al observado en galaxias remotas en el rango más duro del espectro electromagnético. Sin embargo, la radiación de tales llamaradas generalmente desaparece en uno o dos días, aunque el caso de Swift J1644 + 57 fue diferente. "La herramienta BAT en el satélite Swift estaba dirigida a él y vio que dos días después, el chapoteo se hizo aún más brillante. Todo el estallido se observó durante dos años y luego se apagó, "Explicó Elena Seifina.

Los astrónomos excluyeron el objeto de la lista GRB y sospecharon que estaban observando la destrucción por marea de la estrella por un agujero negro supermasivo. Una estrella que vuela a poca distancia de un agujero negro sufre la destrucción de una marea. En este caso, su materia no cae sobre el agujero negro de una vez, pero forma un disco de acreción temporal que brilla intensamente y se puede ver desde la Tierra.

Previamente, la única forma de medir la masa de un agujero negro en el centro de tales discos de acreción era estimar la luminosidad máxima del disco, asumiendo que se establece el equilibrio entre la presión de la radiación electromagnética y las fuerzas gravitacionales en el disco.

En su tesis doctoral, Elena Seyfina documentó observaciones de llamaradas similares que involucran agujeros negros tanto dentro como fuera de nuestra galaxia, e informó que la inclinación del espectro de rayos X cambia durante el aumento de luminosidad. Encontró características específicas del espectro que indicaban claramente la presencia de agujeros negros en estos objetos. Los científicos asumieron que si las formas (o la evolución de la forma) de los espectros de tales llamaradas son similares, entonces los procesos que ocurren en ellos también son similares, y la normalización de los espectros está determinada únicamente por distancias variables a los objetos y su masa.

Al darse cuenta de la similitud entre las pistas (la dependencia de la inclinación espectral de la tasa de acreción) de los objetos conocidos y las pistas obtenidas en nuevas llamaradas extragalácticas, los científicos sugirieron que también son causados ​​por estrellas desgarradas por agujeros negros. Esto les permitió pesar los agujeros negros invisibles de una manera nueva, comparándolos con agujeros negros galácticos de masa conocida.

Por lo tanto, un nuevo método para pesar los agujeros negros extragalácticos dormidos permite a los investigadores utilizar datos de objetos galácticos conocidos como, por ejemplo, Cygnus X-1, con un agujero negro en el centro. "Los cálculos mostraron que Swift J1644 + 57 contenía un agujero negro supermasivo con una masa de 7 × 10 ⁶ masas solares. Este es un objeto que no vemos, pero que proporciona alta luminosidad debido a su fuerte campo gravitacional y un disco de acreción a su alrededor, "explicó Elena Seifina, el autor del artículo.

Previamente, la evaluación de masas de agujeros negros supermasivos también utilizó ultravioleta, pero por el nuevo método, el rango de rayos X es suficiente. Los científicos esperan que la versatilidad del nuevo método sea útil para evaluar la masa de varios objetos extragalácticos. como los núcleos de las galaxias Seyfert y otras, donde los métodos tradicionales no funcionan en principio.