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No todos los agujeros negros errantes se han perdido, y ahora, algunos pueden haberse perdido.

Título: Candidatos itinerantes de agujeros negros para galaxias enanas con resolución VLBI

Autores: andres j.

Fundación Primer Autor: Observatorio Naval de los Estados Unidos, Washington, DC, EE. UU.; Departamento de Física, Universidad George Washington, Washington, DC, EE. UU.

condición: Aceptado en ApJ

¿Cómo haces que un agujero negro tenga la masa del sol miles de millones de veces? Incluso por el bien de la construcción del planeta galaxiasEsto parece difícil. muchos mecanismos Se ha propuesto explicar la formación de este agujeros negros supermasivos (SMBHs) que se encuentran en los centros de la mayoría de las galaxias. Algunos de ellos incluyen fusiones de «semillas», agujeros negros masivos (MBH) que pesan solo cientos o cientos de miles de masas solares. Una forma sencilla de probar estas teorías es buscar residuos de MBH, la baja masa galaxias enanas Excelentes goles. Dado que las galaxias enanas no han sufrido muchas fusiones, ninguno de sus MBH debería evitar ser devorado por el crecimiento de los SMBH.

El artículo de investigación de hoy examina 13 posibles candidatos a MBH en galaxias enanas, algunas de las cuales pueden haberse desplazado hasta los límites de sus anfitriones. ¿Qué pasa con eso? ¿Son realmente MBH? ¡Vamos a sumergirnos!


Esta es una pregunta. Dado que los SMBH generalmente se encuentran cerca del centro de sus galaxias, ¿por qué esperaríamos que algunos MBH en las galaxias enanas se encuentren lejos? La respuesta tiene que ver con la gravedad: debido a que las galaxias enanas son mucho menos masivas, su potencial gravitatorio es más bajo, lo que facilita que las MBH se alejen de sus centros. Esto significa que si ve una fuente de radio que aparece muy lejos del lado del centro de una galaxia enana, podría ser MBH, o podría ser núcleo galáctico activo (AGN) Situada en una galaxia muy, muy lejana, la materia se acumula y envía chorros energéticos al universo, que por casualidad simplemente se encuentra detrás de la galaxia enana. Estos intrusos no deseados pueden ser un desafío para identificar los MBH.

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Otro problema para encontrar MBH es que son sombríos. Si bien pasan por períodos de acreción como núcleos galácticos activos normales, sus masas más bajas significan que no se acumulan tan rápido, lo que reduce su luminosidad. A principios de la década de 2000, solo se encontraron dos agujeros negros en las galaxias enanas. Afortunadamente, esto cambió con la llegada de estudios del cielo como el ahora famoso Encuesta del cielo digital de Sloan (SDSS), que ha estado en funcionamiento desde 2000 y ha acumulado descubrimientos de casi mil millones de fuentes únicas.

Figura 1: Las 13 galaxias enanas albergan filtros MBH potenciales, como lo demuestra el Dark Energy Camera Legacy Survey en longitudes de onda ópticas. Las cruces rojas indican la ubicación de las fuentes de radio integradas que pueden ser MBH. Mientras que algunos aparecen cerca del centro de su anfitrión, otros están muy lejos. credito de imagen: Figura 7 Raines et al. 2020.

Los 13 candidatos fueron recopilados en este artículo por algunos de los propios astrónomos en Papel del año 2020. Tamizaron 43.707 galaxias enanas de baja masa de SDSS, en busca de fuentes detectadas en frecuencias de radio por matriz muy grande (VLA). Tras mantener coincidencias y eliminar fuentes de radio que en el fondo eran un núcleo galáctico activo o podían explicarse por procesos relacionados con la formación estelar, acabaron con candidatos de 13 MBH, muchos de los cuales no correspondían a los centros de las galaxias anfitrionas.

En este artículo más reciente, hicieron observaciones de seguimiento utilizando La matriz de referencia es demasiado larga (VLBA). VLBA es un interferómetro, que utiliza radiotelescopios separados por miles de kilómetros para alcanzar una alta resolución angular, lo que permite a los astrónomos ver detalles minuciosos. Desafortunadamente, el VLBA solo pudo detectar cuatro de los 13 candidatos, y esos cuatro, debido a su luminosidad y ubicación, parecían ser meros intrusos, núcleos galácticos activos en galaxias muy lejos de las enanas a las que apuntaban.

Cuatro imágenes que muestran la emisión de radio de cuatro fuentes detectadas con el VLBA.  Los cuatro aparecen como pequeños óvalos, distintos de cualquier otra emisión.

Figura 2: Las cuatro fuentes que el equipo pudo descubrir usando VLBA. Aquí, S es la densidad de flujo, que es una cantidad que describe la intensidad de la emisión de radio. Dado que estas fuentes son, de hecho, núcleos galácticos de fondo activos, y no MBH en las galaxias enanas objetivo, las escalas físicas en la parte inferior derecha son inexactas. Crédito de la imagen: Figura 1 del artículo.

¡Esto puede parecer un gran problema! ¿Solo cuatro revelaciones, y todos parecen ladrones? Afortunadamente, la situación no es tan grave como podría parecer. Si bien VLBA es bueno para resolver fuentes a pequeña escala, en la configuración utilizada, no es bueno para resolver fuentes a gran escala, y la emisión de radio de los agujeros negros acumulados puede provenir en parte de estructuras más grandes, como lóbulos de radio, en lugar de un punto central. fuentes.

Las observaciones de múltiples longitudes de onda confirmaron que dos de los nueve MBH restantes probablemente se acumulan cerca del centro de las galaxias anfitrionas. Los otros siete aún se desconocen. Cinco de ellos son demasiado brillantes para ser causados ​​por la formación de estrellas y, dependiendo de sus posiciones, podrían ser más intrusos de fondo que AGN o, desconcertantemente, MBH errantes.

¿A dónde vamos después? Las notas de seguimiento en otras longitudes de onda pueden ser útiles. El grupo propone el Telescopio Espacial Hubble en particular como una forma de averiguar cuáles son realmente estas siete fuentes. Dadas las dificultades que implica descubrir MBH, un valor más podría demostrar que los astrónomos están tratando de comprender la formación de los agujeros negros más grandes del universo.

Astrobite Editado por Suchitra Narayanan

Crédito de la imagen destacada: Reines et al. 2020

Acerca de Graham Doskoch

Soy un estudiante de posgrado en la Universidad de West Virginia, buscando un doctorado en radioastronomía. Mi investigación se centra en los púlsares y los esfuerzos para usarlos para detectar ondas gravitacionales como parte de conjuntos de sincronización de púlsares como NANOGrav e IPTA. Me encanta hacer footing, hacer senderismo, leer y disfrutar de la naturaleza.