Se descubre un pozo raro de «plata dorada» después de una explosión extrema en el espacio profundo

La tarea de Scan Ames Painter era encontrar una aguja en una pirámide de agujas examinando un catálogo de más de 2700 explosiones de energía profunda en el espacio profundo capturadas por el Observatorio de Rayos Gamma Compton de la NASA. El estudiante de doctorado de la Universidad de Melbourne quiso encontrar una de las explosiones, el rayo gamma, que fue «lente». Su camino fue interrumpido por un gigantesco objeto espacial que se dirigía a la Tierra.

Al final de su maestría, mostraba solo un puñado de candidatos և, después de desarrollar varios métodos sofisticados de análisis, solo quedaba uno.

Este candidato, conocido como GRB 950830, se describe en detalle en un nuevo estudio. Publicado en la revista Nature Astronomy el lunesEl gigantesco objeto espacial alrededor del cual se tuvo que colocar una serpiente para llegar a la Tierra es un «agujero negro de masa intermedia», una especie rara de sumidero gravitacional espacial que los astrónomos apenas están comenzando a comprender.

Oro

Hay dos tipos conocidos de agujeros en el espacio. Las cavidades estelares creadas por la explosión de una estrella enorme «luego» colapsan sobre sí mismas, «agujeros negros superpoderosos que se asientan en el corazón de las galaxias». En: agujero negro sobresaturado en el corazón de la galaxia Messier 87 era el tema mismo de la primera imagen de un agujero negro, se rompió en 2019.

Los agujeros negros estelares alcanzan masas solo 10 veces más grandes que los hombres. Los agujeros negros supermasivos pueden ser miles de millones de veces más masivos. ¿El círculo entre ellos? «No vemos nada entre estas dos fronteras», dijo Painter.

Los astrofísicos teorizan y comienzan a descubrir los llamados agujeros negros de «brecha de masa» en el cinturón de «plata dorada», donde se supone que hay agujeros negros de masa media o IMBH. El tamaño de estos agujeros negros es de 100 a 100.000 veces la masa del Sol է es un eslabón perdido entre los pequeños agujeros negros que se derraman en el espacio և super-descanso en el centro de las galaxias.

Se han encontrado hasta cierto punto agujeros negros de masa media. En septiembre de 2020 se descubrió otro agujero negro más pequeño. Según los astrónomos que estudian las ondas gravitacionales Encontrarían un IMBH que pesara unas 150 veces más que un hombre., creado al fusionar dos pequeños agujeros negros.

Pero el descubierto por los coautores de Painter և Rachel Webster, astrofísico de la Universidad de Melbourne, և Eric Train, astrofísico de la Universidad de Monash, es relativamente monstruoso.

«Nuestro IMBH es mucho más grande», dice Painter. «Si surgió de agujeros negros estelares, pasó por muchas, muchas generaciones para fusionarse y alcanzar su masa observada».

Candidato similar con un peso de aproximadamente 50.000: 3XMM J215022.4-055108, Publicado en Astrophysical Journal Letters en marzo de 2020, pero fue descubierto cuando rompió una estrella cercana. El método utilizado por los socios de Pinter և utiliza una lente gravitacional.

Lente de gravedad

GRB 950830 es una ráfaga corta de rayos gamma a largas distancias. Los investigadores no están seguros de dónde vino, pero está en algún lugar profundo del bosque oscuro del espacio. Creen que la explosión ocurrió cuando dos estrellas de neutrones se estrellaron entre sí, liberando una cantidad extrema de energía.

Painter estaba buscando rayos gamma de «lentes gravitacionales» del instrumento BATSE en el Observatorio de Rayos Gamma Compton de la NASA, que recolectó alrededor de 2.700 rayos gamma de 1990 a 1999. «Queríamos la mejor manera de encontrar lentes, por lo que elegimos BATSE», dice Painter.

El GRB 950830 es el único encontrado por el equipo que estuvo expuesto a la lente.

«Mi primer entusiasmo fue encontrar la primera lente gravitacional GRB, porque a pesar de 30 años de búsqueda, no se han encontrado candidatos estadísticamente estables», dice Painter. «Hemos desarrollado un programa de análisis sofisticado que mejora en gran medida los métodos de detección de lentes anteriores, lo que nos ha permitido rechazar categóricamente a los candidatos».

Después de un poco más de análisis, se hizo un descubrimiento aún más interesante. Tuvo lugar una explosión de energía detrás: agujero negro de masa intermedia.

La increíble atracción gravitacional del IMBH doblegó a todos los caballos de la luz y la radiación electromagnética. Cuando explotó el rayo gamma, viajó por todo el mundo. Pero cuando el IMBH chocó, la señal se dividió, un fenómeno conocido como lente gravitacional.

La lente tiene una señal de alarma, una respuesta de señal, ya que algunos rayos del estallido de rayos gamma tardan más en llegar al detector del observatorio cuando se inclinan alrededor del IMBH. Esa es una diferencia muy sutil. «A pesar de viajar muchos miles de millones de años luz para llegar hasta nosotros, esta diferencia en el tiempo de llegada es de sólo 400 mm para nuestro negocio», explica Painter.

Este no es un hallazgo claro de IMBH, pero es un buen candidato. También ayuda a los astrónomos a estimar cuántos de estos IMBH se pueden esconder profundamente. Sus estimaciones sugieren que podrían estar alrededor de 46,000 Way en su Katyn, pero Painter dice que hay una gran incertidumbre en la medición. Encontrar más candidatos para lentes ayudará a reducir la incertidumbre.

«Idealmente, analizaremos otros catálogos en el futuro», dice Painter.

Train sugiere que los IMBH pueden haber sido reliquias antiguas del universo temprano desde la formación de las galaxias estelares. Si es así, podrían ser las «semillas de superpotencias que viven en los corazones de las galaxias de hoy».

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