El telescopio espacial Hubble de la NASA, en colaboración con el Observatorio de rayos X Chandra, ha presentado un ejemplo potencial de un tipo raro de agujero negro, designado NGC 6099 HLX-1. Esta brillante fuente de rayos X se encuentra dentro de un clúster estrella compacto en el borde de una gigantesca galaxia elíptica, NGC 6099, a unos 450 millones de años de luz en la constelación de Hercules.
Desde el lanzamiento en 1990, Hubble ha documentado que las galaxias pueden organizar agujeros negros súper masivos en sus centros, que pesan millones o incluso miles de millones más que el sol. Sin embargo, el cosmos también tiene muchos agujeros negros más pequeños, a millones, que las masas tienen menos de 100 veces las del sol. Estos se forman a partir de los restos de estrellas sólidas que agotan su combustible nuclear.
Los agujeros negros de la masa intermedia (IMBHS), que pesan entre unos pocos cientos y unas pocas 100,000 masas solares, siguen siendo particularmente difíciles de alcanzar. A diferencia de sus contrapartes súper masivas, los IMBH a menudo no son lo suficientemente activos como para emitir una radiación fuerte, lo que dificulta detectarlos. Por lo general, solo se descubren cuando les preocupa lo que los astrónomos llaman eventos de interrupción de marea, donde destrozan una estrella, lo que resulta en erupciones de radiación.
NGC 6099 HLX-1 fue detectado por primera vez por Chandra en 2009, y desde entonces su evolución se ha verificado utilizando el Observatorio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea. Según el autor principal, Yi-Chi Chang de la Universidad Nacional Tsing Hua en Taiwán, el brillo de las fuentes de rayos X como NGC 6099 HLX-1 es excepcionalmente raro fuera de los núcleos de Galaxy. Estas fuentes juegan un papel crucial en la comprensión de la evolución de los agujeros negros que sobresalan el espectro de estelar a súper macizo.
Las emisiones de rayos X de NGC 6099 HLX-1 muestran una temperatura de aproximadamente 3 millones de grados, consistentes con lo que se espera durante una interrupción de la inundación. Las observaciones de Hubble también han detectado un pequeño grupo de estrellas alrededor del agujero negro y ofrecen una fuente continua de material para que el agujero negro consuma, porque estas estrellas están estrechamente empaquetadas, solo unos pocos meses de luz están separados, o aproximadamente 500 mil millones de millas.
El presunto IMBH alcanzó su máximo autorización en 2012 antes de tomar un declive que se celebró hasta 2023. Las observaciones ópticas y rayas X del agujero negro no coinciden, por lo que el análisis de su comportamiento es complicado. Las fluctuaciones en brillo pueden indicar varias opciones: el IMBH puede consumir una estrella capturada, lo que resulta en un disco de plasma que muestra variabilidad, o podría formar un disco que transmite la intensidad variable como espirales de gas dentro.
El coautor del estudio, Roberto Soria, del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, señaló el patrón intrigante: HLX-1 mostró un brillo significativo en 2009, alcanzó su punto máximo en 2012 y luego comenzó a atenuar. Los investigadores ahora están siguiendo este fenómeno para determinar si estas fluctuaciones indican múltiples eventos de interrupción de inundaciones o un solo pico, seguido de un desenfoque gradual.
Dado que este IMBH se encuentra en los bordes exteriores de NGC 6099, es probable que alrededor de 40,000 años luz del centro del galaxia-DAT sean un súper masivo que los investigadores de agujeros negros creen que estudios adicionales pueden proporcionar información sobre la formación de agujeros negros más grandes. Hay dos teorías principales con respecto a los IMBH: pueden actuar como semillas iniciales para la formación de agujeros negros súper massivos mediante la fusión de galaxias que se consolidan, o pueden provenir de nubes de gas en halos oscuros que colapsan directamente en agujeros negros masivos en lugar de formar estrellas.
El descubrimiento de agujeros negros distantes, que parecen excesivamente masivos en relación con sus huéspedes, respalda la última teoría. Mientras tanto, los prejuicios de observación pueden obstaculizar la detección de agujeros negros más pequeños, lo que enfatiza el potencial de una mayor diversidad en la formación de agujeros negros en el universo.
Los investigadores esperan que el progreso en la detección de eventos para interrumpir las mareas revele más IMBH, permitiendo que los estudios estadísticos evalúen su abundancia y dinámica de la muestra de brecha negra en galaxias más grandes. Si bien los telescopios actuales como Chandra y XMM-Newton se centran en áreas limitadas del cielo, el próximo Observatorio Vera C. Rubin en Chile puede poder realizar encuestas de todos los cielos, mejorar la detección de estos eventos evasivos en la luz óptica.
Durante más de tres décadas, el telescopio espacial Hubble ha hecho descubrimientos cruciales que continúan transformando nuestra comprensión del universo. Este proyecto de cooperación entre la NASA y la Agencia Espacial Europea es un ejemplo de la búsqueda continua para desentrañar los misterios cósmicos de los agujeros negros y su papel en la evolución galáctica.
