Cúmulo de Phoenix

La galaxia cD elíptica central de este cúmulo, Fénix A, alberga un núcleo galáctico activo que se ha descrito comparte las propiedades de ser un cuásar y una galaxia Seyfert tipo 2, que está alimentada por un agujero negro supermasivo central. La galaxia tiene aún una morfología incierta.

Fénix A también contiene grandes cantidades de gas caliente. Ahí hay más materia normal que el total de todas las otras galaxias del cúmulo. Datos de las observaciones indican que el gas caliente se está enfriando en las regiones centrales a un ritmo de 3820 M_☉ por año, el más alto jamás registrado.[5]

También está experimentando un estallido estelar masivo, el más alto registrado en medio de un cúmulo de galaxias, aunque otras galaxias con desplazamientos al rojo más altos tienen una tasa de estallido estelar más alta.[8] Las observaciones de una variedad de telescopios, incluidos los telescopios espaciales GALEX y Herschel, muestran que ha estado convirtiendo el material en estrellas a un ritmo excepcionalmente alto de 740 M_☉ por año.[5] Esto es considerablemente más alto que el de NGC 1275 A, la galaxia central del cúmulo de Perseo, donde las estrellas se forman a un ritmo alrededor de 20 veces menor, o el ritmo anual de formación de estrellas en la Vía Láctea.[9]

Comparación de tamaño de los horizontes de sucesos de los agujeros negros de TON 618 y Fénix A. La órbita de Neptuno (en blanco al centro), se incluye para la comparación.

El agujero negro central del cúmulo de Fénix es el motor que impulsa tanto al núcleo de la galaxia Seyfert de Fénix A, como los chorros relativistas que producen las cavidades internas en el centro del cúmulo. M. Brockamp y sus colegas, utilizaron un modelo de la densidad estelar más interna de la galaxia central y el proceso adiabático que alimenta el crecimiento de su agujero negro central, para crear una herramienta calorimétrica para medir la masa del agujero negro.[10] El equipo dedujo un parámetro de conversión de energía y lo relacionó con el comportamiento del gas caliente intracúmulo, el parámetro de retroalimentación AGN y los perfiles dinámicos y de densidad de la galaxia para crear un modelo evolutivo de cómo pudo haber crecido el agujero negro central en el pasado.[10] En el caso de Fénix A, se ha demostrado que tiene características mucho más extremas, con modelos adiabáticos cercanos a las limitaciones teóricas.[10]

Estos modelos, como sugiere el documento, son indicativos de un agujero negro central con una masa estimada del orden de 100 mil millones de M_☉, posiblemente incluso superando esta masa,[10] aunque la masa del agujero negro en sí aún no se ha medido a través de la mecánica orbital. Una masa tan alta lo convierte en uno de los agujeros negros más masivos que se conocen en el universo. Un agujero negro de esta masa tiene:

• 24 100 veces la masa del agujero negro en el centro de la Vía Láctea (Sagitario A*)
• El doble de la masa de la galaxia del Triángulo, incluido su halo de materia oscura.[11]
• Suponiendo que se trata de un agujero negro que no gira, un inmenso horizonte de sucesos con el diámetro de Schwarzschild de 590,5 mil millones de kilómetros (3900 unidades astronómicas), 100 veces la distancia del Sol a Plutón.
• Una circunferencia que tardaría 71 días y 14 horas en recorrerla a la velocidad de la luz.

Una masa tan alta puede colocarlo en una categoría propuesta de agujeros negros estupendamente grandes (SLAB), agujeros negros que pueden haber sido sembrados por agujeros negros primordiales con masas que pueden alcanzar los 100 mil millones de M_☉ o más, más grandes que el límite máximo superior para al menos agujeros negros de acreción luminosa albergados por galaxias de disco de aproximadamente 50 mil millones de M_☉.[12] El agujero negro central está devorando materia y creciendo a un ritmo de 60 M_☉ cada año.