Agujeros Negros en el Universo Ezequiel Treister Institute for Astronomy, U. of Hawai’i Y Universidad de Concepción Crédito: XMM-Newton, ESA, NASA

¿Que es un Agujero Negro? Es un objeto en que la velocidad de escape es igual a la velocidad de la luz Velocidad de escape. Para la tierra: 40.320 km/h Radio de Schwarzchild Si hacemos velocidad de escape=c (velocidad de la luz) Para el sol (M=2x1030 kg), R=3 kms Para la tierra (M=6x1024 kg), R~9mm Para una persona (M=80 kg), R~1.2x10-25m (radio de un átomo: 5.3x10-11m) Nueva definición: Agujero negro es un objeto de radio menor a su radio de Schawrzchild

¿Que es un Agujero Negro? Los agujeros negros son simples. Solamente tres propiedades: Masa Rotación Carga eléctrica Agujeros negros astronómicos no tienen carga eléctrica

Agujeros Negros Estelares Masas ~5-20 Masas solares Formados por el colapso gravitacional de una estrella masiva. Algunos (unos 15) son conocidos en nuestra galaxia y más en galaxias cercanas. Son descubiertos en general como binarias en rayos-X. Crédito: Jerome Orosz

Agujeros Negros Supermasivos Masas >1 millón de masas solares ¿Donde viven? ¿Como se formaron? ¿Como encontrarlos? ¿Por que nos importa? Crédito: NASA/JPL-Caltech/T.Pyle

La Vía Lactea Sol ~8 Kpc ~26,000 años luz

Vista desde la Tierra Centro Galáctico

Centro Galáctico (infrarrojo) 5.5 pc Crédito: Galactic Center Group at the University of Cologne

Centro Galáctico (AO) 1.1 pc Crédito: Galactic Center Group at the University of Cologne

Centro Galáctico (AO) Masa: 4 millones de masas solares Crédito: Galactic Center Group at the University of Cologne

Todas las galaxias (masivas) tienen un agujero negro supermasivo

Correlación entre masa del agujero negro y masa de la galaxia Mil millones Un millón Masa agujero negro (masas solares) No agujero negro Aumentando Masa Galaxia

¿Donde Encontrar los Agujeros Negros Supermasivos?

¿Cómo crecen los Agujeros Negros?

Alimentando Agujeros Negros: Núcleos Galácticos Activos (AGN) Crédito: NASA / CXC/A. Hobart

Choques de Galaxias! Problema principal: Cómo llevar gas a las regiones centrales? Choques de Galaxias!

Simulaciones (sólo gas) Crédito: Springel, Di Matteo & Hernquist

Choques de Agujeros Negros Crédito: Josh Barnes (Hawaii)

Agujeros negros creciendo en choques de galaxias Koss et al. (2010)

La Conexión entre choques de galaxias y Agujeros Negros Choque de galaxias Agujero negro oscurecido No oscurecido t=9623 millones de años Treister et al. (2010)

Ejemplo: NGC6240 Crédito: Komossa et al.

Cuándo se forman los primeros Agujeros Negros? redshift tiempo Crédito: NASA / WMAP Science Team

Las Semillas de los Primeros Agujeros Negros Halo colapsando estrella primordial Gas frío -> formación de disco Inestabilidad dinámica Formación AN no formación estelar formación estelar Cúmulo colisiones: Estrella masiva+ Formación AN Estrella masiva+ Formación AN Volonteri ( 2010)

Masas Iniciales Colapso Directo Cúmulos Estelares Primeras Estrellas Volonteri ( 2010)

Buscando los primeros Agujeros Negros Looking for AGN in the highest redshift galaxies. Use sample of ~100 galaxies at z>7 (60 at z~7, 40 at z~8) from Bouwens et al. 2010 in the UDF region. 25

Buscando los primeros Agujeros Negros Círculos muestran galaxias a 13 mil millones de años luz (700 millones de años después del Big Bang). Las “manchas” azules son fuentes de rayos-X. Las galaxias en los círculos contienen agujeros negros en crecimiento. Looking for AGN in the highest redshift galaxies. Use sample of ~100 galaxies at z>7 (60 at z~7, 40 at z~8) from Bouwens et al. 2010 in the UDF region. ¿Cómo sabemos? 26

Detección de rayos-X por Stacking Main result: Absolutely no detection. However, we can compute integrated acreted BH mass density at z~7 from this upper limit to be ~1000 Msun Mpc^-3. Masas de ~1-10 millones de masas solares Estos son los primeros agujeros negros supermasivos formados en el Universo. Están completamente oscurecidos!!!! 27

¿Por qué nos importa?

El Grupo Local Main result: Absolutely no detection. However, we can compute integrated acreted BH mass density at z~7 from this upper limit to be ~1000 Msun Mpc^-3. 29

El Futuro de la Vía Lactea Crédito: J. Dubinski (Toronto)