Los agujeros negros destruyen miles de estrellas para impulsar el crecimiento

En algunas de las partes más concurridas del universo, los agujeros negros pueden destrozar miles de estrellas y usar sus restos para acumular peso. El descubrimiento, realizado por el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, podría ayudar a responder preguntas clave sobre una clase esquiva de agujeros negros.

Mientras que los astrónomos encontraron previamente muchos ejemplos agujeros negros ruptura estrellas Independientemente, se vio poca evidencia de destrucción a una escala tan grande. Este tipo de destrucción estelar podría explicar cómo se forman los agujeros negros de tamaño medio a través del crecimiento descontrolado de un agujero negro mucho más pequeño.

hecho por astrónomos Estudios detallados de dos clases distintas de agujeros negros. La clase más pequeña son los agujeros negros de «masa estelar», que normalmente pesan entre 5 y 30 veces la masa del Sol. En el otro extremo del espectro se encuentran agujeros negros supermasivos Que viven en el centro de la mayoría de las galaxias grandes y pesan millones o incluso miles de millones de galaxias. masas solares. En los últimos años, también ha habido evidencia de una clase intermedia llamada agujeros negros de «masa intermedia».

El último estudio, que utiliza los datos de Chandra sobre densos cúmulos estelares en los centros de 108 galaxias, proporciona pistas sobre dónde y cómo podrían formarse estos agujeros negros de tamaño mediano.

«Cuando las estrellas están tan juntas como lo están en estos cúmulos muy densos, proporcionan caldo de cultivo fértil para los agujeros negros de masa intermedia», dijo Vivian Baldassar de la Universidad Estatal de Washington en Pullman, Washington, quien dirigió el estudio. La estrella parece ser más intensa. grupoLo más probable es que contenga un agujero negro en crecimiento”.

El trabajo teórico del equipo indica que si la densidad de estrellas en un cúmulo, el número apilado en un volumen dado, es mayor que valor umbralel agujero negro de masa estelar en el centro del cúmulo experimentará un rápido crecimiento a medida que atrae, corta y traga abundantes estrellas cercanas.

Entre los cúmulos del nuevo estudio de Chandra, los cúmulos con una densidad superior a este límite tenían el doble de probabilidades de contener un agujero negro que los que estaban por debajo del umbral de densidad. El umbral de densidad también depende de qué tan rápido se muevan las estrellas en los cúmulos.

dijo Nicholas C. Stone, coautor de la Universidad Hebrea de Jerusalén. El crecimiento desenfrenado solo comienza a disminuir una vez que el suministro de estrellas comienza a agotarse.

Otros métodos considerados por los científicos enormes agujeros negros En los centros de las galaxias pueden incluir el colapso de una nube gigante de gas y polvo o el colapso de estrellas masivas directamente en un agujero negro de tamaño mediano. Estas dos ideas requieren condiciones que los científicos creen que solo existieron en los primeros cientos de millones de años después del Big Bang.

El proceso sugerido por el estudio reciente de Chandra podría ocurrir en cualquier momento de la historia del universo, lo que significa que los agujeros negros de masa intermedia podrían formarse miles de millones de años después del Big Bang, hasta el día de hoy.

El crecimiento de agujeros negros en densos cúmulos estelares también puede explicar la detección de ondas gravitacionales por parte del Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO) de algunos agujeros negros con una masa de 50 a 100 veces la masa del Sol. Tales agujeros negros no son predichos por la mayoría de los modelos del colapso de estrellas masivas.

«Nuestro trabajo no prueba que el crecimiento de un agujero negro supermasivo ocurra en los cúmulos de estrellas, pero con observaciones adicionales de rayos X y modelos teóricos adicionales, podemos lograr resultados aún más potentes», dijo Addie Ford, coautora de la Universidad de Stanford en Palo Alto. , California.

Un artículo que describe estos resultados fue aceptado en Diario astrofísico.