Los rayos X de Chandra (púrpura) se han combinado con datos ópticos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA (rojo, verde, y azul). Crédito:Centro de rayos X Chandra
Los astrónomos han utilizado el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA para descubrir un anillo de agujeros negros o estrellas de neutrones en una galaxia a 300 millones de años luz de la Tierra.
Este anillo, mientras no ejerce poder sobre la Tierra Media, puede ayudar a los científicos a comprender mejor lo que sucede cuando las galaxias chocan entre sí en impactos catastróficos.
En esta nueva imagen compuesta de la galaxia AM 0644-741 (AM 0644 para abreviar), Los rayos X de Chandra (púrpura) se han combinado con datos ópticos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA (rojo, verde, y azul). Los datos de Chandra revelan la presencia de fuentes de rayos X muy brillantes, muy probablemente sistemas binarios alimentados por un agujero negro de masa estelar o una estrella de neutrones, en un anillo notable. Los resultados se informan en un nuevo artículo dirigido por Anna Wolter del INAF-Osservatorio Astronomico di Brera en Milán, Italia.
¿De dónde vino el anillo de agujeros negros o estrellas de neutrones en AM 0644? Los astrónomos creen que se creó cuando una galaxia fue arrastrada hacia otra galaxia por la fuerza de la gravedad. La primera galaxia generó ondas en el gas de la segunda galaxia, AM 0644, ubicado en la parte inferior derecha. Estas ondas luego produjeron un anillo de gas en expansión en AM 0644 que desencadenó el nacimiento de nuevas estrellas. La primera galaxia es posiblemente la que se encuentra en la parte inferior izquierda de la imagen.
Imagen de longitud de onda de rayos X. Crédito:Centro de rayos X Chandra
La más masiva de estas estrellas incipientes tendrá una vida corta, en términos cósmicos, de millones de años. Después, su combustible nuclear se gasta y las estrellas explotan como supernovas dejando atrás agujeros negros con masas típicamente entre cinco y veinte veces la del Sol, o estrellas de neutrones con una masa aproximadamente igual a la del Sol.
Algunos de estos agujeros negros o estrellas de neutrones tienen estrellas compañeras cercanas, y sifón de gas de su socio estelar. Este gas cae hacia el agujero negro o estrella de neutrones, formando un disco giratorio como el agua rodeando un desagüe, y se calienta por la fricción. Este gas sobrecalentado produce grandes cantidades de rayos X que Chandra puede detectar.
Si bien un anillo de agujeros negros o estrellas de neutrones es intrigante en sí mismo, hay más en la historia de AM 0644. Todas las fuentes de rayos X detectadas en el anillo de AM 0644 son lo suficientemente brillantes como para ser clasificadas como fuentes de rayos X ultraluminosas (ULX). Esta es una clase de objetos que producen de cientos a miles de veces más rayos X que la mayoría de los sistemas binarios "normales" en los que una estrella compañera está en órbita alrededor de una estrella de neutrones o un agujero negro. Hasta hace poco, la mayoría de los astrónomos pensaban que los ULX generalmente contenían agujeros negros de masa estelar, con la posible presencia en algunos casos de agujeros negros de masa intermedia (IMBH) que contienen más de cien veces la masa del Sol. Sin embargo, Este pensamiento se anuló cuando algunos ULX en otras galaxias, incluyendo M82 y M51, se encontró que contenían estrellas de neutrones.
Se han sugerido varias otras explicaciones además de los IMBH para la intensa emisión de rayos X de ULX. Incluyen un crecimiento inusualmente rápido del agujero negro o la estrella de neutrones, o efectos geométricos que surgen de la canalización del material que cae a lo largo de las líneas del campo magnético.
Imagen óptica. Crédito:Centro de rayos X Chandra
Actualmente se desconoce la identidad de los ULX individuales en AM 0644. Pueden ser una mezcla de agujeros negros y estrellas de neutrones, y también es posible que todos sean agujeros negros o todas estrellas de neutrones.
No todas las fuentes de rayos X en la imagen están ubicadas en el anillo de AM 0644. Una de las fuentes es un agujero negro de rápido crecimiento que se encuentra muy detrás de la galaxia a una distancia de 9.100 millones de años luz de la Tierra. Otra fuente intrigante detectada por Chandra es un agujero negro supermasivo en crecimiento ubicado en el centro de la galaxia. En el nuevo estudio, Los investigadores también utilizaron las observaciones de Chandra para estudiar otras seis galaxias anulares además de AM 0644. Se detectaron un total de 63 fuentes en las siete galaxias. y 50 de ellos son ULX. Los autores ven un número medio mayor de ULX por galaxia en estas galaxias en anillo que en otros tipos de galaxias. Las galaxias en anillo han estimulado el interés de los astrónomos porque son bancos de pruebas ideales para examinar modelos de cómo se forman las estrellas dobles. y comprensión del origen de los ULX.
El documento que describe el estudio de AM 0644 y sus galaxias anulares hermanas apareció el 10 de agosto de 2018 número de la Diario astrofísico y está disponible en línea.
