En la cercana galaxia Whirlpool y su galaxia compañera, M51b, dos agujeros negros supermasivos se calientan y devoran el material circundante. Estos dos monstruos deberían ser las fuentes de rayos X más luminosas a la vista, pero un nuevo estudio que utiliza observaciones de la misión NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA muestra que un objeto mucho más pequeño está compitiendo con los dos gigantes.

Las características más impresionantes de la galaxia Whirlpool, oficialmente conocida como M51a, son las dos largas, "brazos" llenos de estrellas que se enroscan alrededor del centro galáctico como cintas. El M51b, mucho más pequeño, se adhiere como un percebe al borde del Whirlpool. Conocido colectivamente como M51, las dos galaxias se están fusionando.

En el centro de cada galaxia hay un agujero negro supermasivo millones de veces más masivo que el Sol. La fusión galáctica debería empujar enormes cantidades de gas y polvo hacia esos agujeros negros y en órbita alrededor de ellos. Sucesivamente, la intensa gravedad de los agujeros negros debería hacer que el material en órbita se caliente e irradie, formando discos brillantes alrededor de cada uno que pueden eclipsar a todas las estrellas en sus galaxias.

Pero ninguno de los agujeros negros está irradiando tan brillantemente en el rango de rayos X como los científicos esperarían durante una fusión. Basado en observaciones anteriores de satélites que detectan rayos X de baja energía, como el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, Los científicos creían que las capas de gas y polvo alrededor del agujero negro en la galaxia más grande estaban bloqueando la emisión adicional. Pero el nuevo estudio, publicado en el Diario astrofísico , usó la visión de rayos X de alta energía de NuSTAR para mirar debajo de esas capas y descubrió que el agujero negro todavía es más tenue de lo esperado.

"Todavía estoy sorprendido por este hallazgo, "dijo el autor principal del estudio, Murray Brightman, investigador de Caltech en Pasadena, California. "Se supone que las fusiones galácticas generan el crecimiento de agujeros negros, y la prueba de ello sería una fuerte emisión de rayos X de alta energía. Pero no estamos viendo eso aquí ".

Brightman cree que la explicación más probable es que los agujeros negros "parpadean" durante las fusiones galácticas en lugar de irradiar con un brillo más o menos constante durante todo el proceso.

"La hipótesis del parpadeo es una idea nueva en el campo, "dijo Daniel Stern, un científico investigador en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena y el científico del proyecto de NuSTAR. "Solíamos pensar que la variabilidad del agujero negro se producía en escalas de tiempo de millones de años, pero ahora pensamos que esos plazos podrían ser mucho más cortos. Averiguar qué tan corta es un área de estudio activo ".

Pequeño pero brillante

Junto con los dos agujeros negros que irradian menos de lo que los científicos anticiparon en M51a y M51b, el primero también alberga un objeto que es millones de veces más pequeño que cualquier agujero negro, pero que brilla con la misma intensidad. Los dos fenómenos no están conectados, pero crean un paisaje de rayos X sorprendente en M51.

La pequeña fuente de rayos X es una estrella de neutrones, una pepita de material increíblemente densa que queda después de que una estrella masiva explota al final de su vida. Una estrella de neutrones típica tiene un diámetro cientos de miles de veces más pequeño que el Sol, solo que el ancho de una gran ciudad, pero tiene una o dos veces la masa. Una cucharadita de material de estrella de neutrones pesaría más de mil millones de toneladas.

A pesar de su tamaño, Las estrellas de neutrones a menudo se dan a conocer a través de intensas emisiones de luz. La estrella de neutrones que se encuentra en M51 es incluso más brillante que el promedio y pertenece a una clase recientemente descubierta conocida como estrellas de neutrones ultraluminosas. Brightman dijo que algunos científicos han propuesto que los fuertes campos magnéticos generados por la estrella de neutrones podrían ser responsables de la emisión luminosa; un artículo anterior de Brightman y sus colegas sobre esta estrella de neutrones apoya esa hipótesis. Algunos de los otros brillantes Las fuentes de rayos X de alta energía que se ven en estas dos galaxias también podrían ser estrellas de neutrones.