¿Hay agujeros negros y estrellas de neutrones en las galaxias enanas satélite que orbitan alrededor de la Vía Láctea?

Ciertamente, como señaló Planetmaker, sería poco probable que las galaxias satélite carecieran de estos objetos simplemente desde un punto de vista teórico. Tomemos como ejemplo las Nubes de Magallanes, dado lo relativamente bien estudiadas que están. Sabemos que hay estrellas masivas y cúmulos de estrellas en las Nubes de Magallanes (me viene a la mente R136 ) y no hay explicación de cómo estas poblaciones de estrellas masivas podrían terminar sus vidas como algo más que estrellas de neutrones y agujeros negros.

Desde el punto de vista de la observación, hay fuentes de interés en las Nubes que hemos confirmado directamente que son estrellas de neutrones. Por ejemplo, SN 1987A , la supernova notablemente también detectada en neutrinos, tiene un objeto central que ahora creemos firmemente que es una estrella de neutrones que alimenta una nebulosa de viento púlsar ( Greco et al. 2021 ) y se encuentra en la LMC. El púlsar de LMC PSR J0540-6919 se detectó en 1984 ( Seward et al. 1984 ) y posteriormente se descubrió que era extremadamente brillante en rayos gamma ( Ackermann et al. 2015 ), no es que las nubes carezcan de púlsares de radio o de rayos gamma ( Ridley y otros 2015 , Yang y otros 2017). En la radio, todos los púlsares se pueden detectar mediante técnicas estándar de inspección de púlsares: observe la fuente, doble los datos en varios períodos de prueba y vea si puede encontrar una señal periódica.

Otra forma de buscar estos objetos compactos es observar binarios de rayos X, que tienen una estrella normal y un objeto compacto orbitando entre sí. La transferencia de masa al objeto compacto conduce a la emisión de rayos X, y puede intentar usar el flujo y las propiedades espectrales para determinar si ese objeto compacto es un agujero negro o una estrella de neutrones (Lazzarini et al. 2019 ) . Nuevamente, no hay escasez de tales sistemas en LMC o SMC y muchos candidatos probables de agujeros negros.

También ha habido mucho interés en la búsqueda de un agujero negro de masa intermedia (IMBH) en las dos galaxias, aunque creo que la evidencia hasta ahora es indirecta y está lejos de ser concluyente. Algunos grupos han afirmado que ciertas estrellas de hipervelocidad se originaron en las Nubes y fueron expulsadas por un IMBH ( Galandris & Zwart 2007 , Erkal et al. 2019 ). También se ha sugerido que la alta velocidad de la nube de gas CO-0.40-0.22 se puede atribuir a un encuentro con un IMBH ( Ballone et al. 2018 ), pero esto es discutido y de nuevo indirecto.

El mismo razonamiento se puede extender a las otras galaxias satélite de la Vía Láctea, aunque la mayoría son, por supuesto, menos masivas y, por lo tanto, esperaríamos menos objetos compactos. Si asumimos una función de masa inicial de Salpeter razonable, encontramos que alrededor del 0,26% de las estrellas producirán estrellas de neutrones y alrededor del 0,064% de las estrellas producirán agujeros negros. Incluso un grupo de sólo$\sim10000$Se esperaría que las estrellas produjeran media docena de agujeros negros y cerca de 30 estrellas de neutrones, y ciertamente esperaríamos que las galaxias satélite produjeran esa cantidad de estrellas en el transcurso de sus vidas (¡y obviamente muchas más que eso!).

Como nota final: creo que el número total de galaxias satélite de la Vía Láctea es mucho menor que "cientos", particularmente porque la cinemática de muchas aún no se ha establecido lo suficientemente bien como para confirmar que, de hecho, están en órbita. alrededor de la Vía Láctea.