thumb|300px|Enriba: Representación artística d'un furacu negru supermasivu absorbiendo materia d'una estrella cercana. Embaxo: imáxenes d'un supuestu furacu negru supermasivu taramiando una estrella na galaxa RXJ 1242-11. Izq.: en rayos X; Der.: en lluz visible.Chandra :: Photo Album :: RX J1242-11 :: 18 Feb 04Un furacu negru supermasivu ye un furacu negru con una masa del orde de millones o decenes de miles de millones de mases solares.
Estudios científicos suxeren fuertemente que la Vía Láctea tien un furacu negru supermasivu nel centru galácticu, llamáu Sagitario A*. Créese que munches, si non toles galaxes, alluguen un furacu negru supermasivu nel so centru. Ello ye que una de les teoríes más estendíes nos últimos tiempos ye la de suponer que toles galaxes elípticu y espiral tienen nel so centru un furacu negru supermasivu, que xeneraría la gravedá abonda pa caltener la unidá.
Introducción Un furacu negru supermasivu tien delles propiedaes interesante que la estremen d'otros de menor masa: La densidá media d'un furacu negru supermasivu pue ser bien baxa, de fechu puede ser menor que la densidá de l'agua, si la so masa ye abondo grande. Esto asocede porque'l radiu del furacu negru amóntase linealmente cola masa, polo que la densidá aparra col cuadráu de la masa, ente que'l volume ye proporcional al cubu del radiu de Schwarzschild de tal manera que la densidá satisfai la siguiente proporcionalidad:
Onde ye la masa del sol y la masa del furacu negru supermasivu. La cantidá anterior ye inferior a la densidá de l'agua cuando la masa supera mil millones de vegaes la masa solar. Les fuercies de marea na vecindá del horizonte de socesos son sensiblemente menores. Puesto que el centru de la singularidá ta bien alloñáu del horizonte, un hipotéticu astronauta viaxando escontra'l centru del furacu negru nun esperimentaría fuercies de marea significatives hasta enfusase enforma nel furacu negru.
Los furacos negros d'esti tamañu pueden formase solo de dos formes: por una lenta absorción (acrecimiento) de materia (a partir d'un tamañu estelar), o direutamente por presión esterna nos primeros intres del Big Bang. El primer métodu requier un llargu periodu y grandes cantidaes de materia disponible pa la crecedera del furacu negru supermasivu.
Midíes Doppler de la materia qu'arrodia'l nucleu de galaxes vecines a la Vía Láctea, revelen un movimientu xiratoriu bien rápido, que namái ye posible por una gran concentración de materia nel centru. Anguaño, l'únicu oxetu conocíu que puede contener abonda materia en tan amenorgáu espaciu ye un furacu negru.
En galaxes actives más alloñaes, piénsase que l'anchu de les llinies espectrales ta rellacionáu cola masa del furacu negru que xenera l'actividá de la galaxa.
Especúlase que furacos negros supermasivos nel centru de munches galaxes, actuaríen como los "motores" de les mesmes, provocando los sos movimientos xiratorios, tales como galaxes Seyfert y cuásares. Créese que Sagitario A* ye'l furacu negru supermasivu central de la Vía Láctea.
Historia de la busca de furacos negros supermasivos Donald Lynden-Bell y Martin Rees en 1971 esponen la hipótesis de que'l centru de la Vía Láctea podría contener un furacu negru supermasivu. Sagitario A* foi descubiertu y nomáu el 13 de febreru y 15 de 1974, polos astrónomos Bruce Balick y Robert Brown utilizando'l interferómetro de llinia de base del Observatoriu Nacional de Radio Astronomía. Afayóse una fonte de radio qu'emite radiación sincrotrón; atopóse ser trupu ya inmóvil por cuenta de la so gravitación. Este foi, poro, el primer niciu de qu'esiste un furacu negru supermasivu nel centru de la Vía Láctea.
Formación left|thumb|Concepción artística d'un furacu y la acreción del discu negru supermasivu L'orixe de los furacos negros supermasivos sigue siendo un campu abierto d'investigación. Los astrofísicos tán d'alcuerdu en qu'una vegada qu'un furacu negru ta nel so llugar nel centru d'una galaxa, puede crecer pola acreción de materia y por aciu la fusión con otros furacos negros. Hai, sicasí, delles hipótesis pa los mecanismos de formación y mases iniciales de los proxenitores, o "granes", de furacos negros supermasivos. La hipótesis más obvia ye que les granes son furacos negros de decenes o quiciabes cientos de mases solares que queden poles esplosión d'estrelles masives y aumenten por acreción de materia. Otru modelu consiste nuna gran nube de gas nel periodu anterior a les primeres estrelles formaes al colapsar nuna "cuasi-estrella" y depués nun furacu negru en principiu de namái alredor de 20 ~ M☉, y dempués, rápido, por acreción, convertise con relativa rapidez nun furacu negru de masa entemedio, y posiblemente un SMBH (Furacu Negru SuperMasivo; sigles n'inglés) si la tasa de acreción nun aparra en mases mayores.Begelman, M. C. et al. (Jun 2006). "Formation of supermassive black holes by direct collapse in pre-galactic haloed". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 370 (1): 289–298. arXiv:astro-ph/0602363. Bibcode:2006MNRAS.370..289B. doi:10.1111/j.1365-2966.2006.10467.x. La "cuasi-estrella" inicial vuélvese inestable por perturbaciones radiales por cuenta de la producción de pares electrón-positrón nel so nucleu, y puede colapsar direutamente nun furacu negru ensin una esplosión de supernova, qu'espulse la mayor parte de la so masa dexando un furacu negru como remanente. Sicasí, otru modeluSpitzer, L. (1987). Dynamical Evolution of Globular Clusters. Princeton University Press. ISBN 0-691-08309-6. implica un cúmulu estelar mestu sometíu a colapsu nun nucleu con amenorgamientu de la cantidá de calor del restu espulsáu por dispersión a velocidaes relativistes. A lo último, los furacos negros primordiales pueden ser producíos direutamente pola presión esterna nos primeros momentos dempués del Big Bang. La formación de los furacos negros pola muerte de les primeres estrelles s'estudió y acotó poles observaciones llargamente. Los otros modelos pa la formación del furacu negru mentaes enantes son teóricos. thumb|Impresión de la gran salida del artista espulsáu del cuásar SDSS J1106 + 1939 La dificultá na formación d'un furacu negru supermasivu mora na necesidá d'abonda materia pa tar nun pequeñu volume. Esti asuntu tien que tener bien poco momentu angular por que esto asoceda. De normal, el procesu de acreción implica'l tresporte d'una gran dotación inicial pel momento angular escontra l'esterior, y este paez ser el factor limitante na crecedera del furacu negru. Este ye un componente importante de la teoría de los discos de acreción. La acreción de gas ye lo más eficiente y tamién la manera más visible nel que crecen los furacos negros. La mayor parte de la crecedera de la masa de los furacos negros supermasivos créese qu'asocede al traviés d'episodios de la acreción rápida de gas, que son observables como nucleos galácticos activos o cuásares. Les observaciones revelen que los cuásares yeren muncho más frecuentes cuando l'Universu yera más nuevu, lo qu'indica que los furacos negros supermasivos formáronse y crecieron ceo. Un factor limitante importante pa les teoríes de la formación d'un furacu negru supermasivu ye la observación de cuásares distantes lluminosos, qu'indiquen que los furacos negros supermasivos de miles de millones de mases solares yá se formaren cuando l'universu tenía menos de mil millones d'años. Esto suxer que los furacos negros supermasivos empecipiáronse bien ceo nel Universu, dientro de les primeres galaxes masives.
Anguaño, paez qu'hai un buecu na distribución de la masa reparada de los furacos negros. Hai furacos negros de masa estelar, xeneraos a partir d'estrelles que colapsen, que van hasta quiciabes 33 M☉. El furacu negru supermasivu mínimu ye del orde de cientos de miles de mases solares. Ente estos rexímenes paez haber una escasez de furacos negros de masa entemedio. Una fienda tal suxeriría cualitativamente distintos procesos de formación. Sicasí, dellos modelosWinter, L.M. et al. (Oct 2006). "XMM-Newton Archival Study of the ULX Population in Nearby Galaxies". Astrophysical Journal 649 (2): 730–752. arXiv:astro-ph/0512480. Bibcode:2006ApJ...649..730W. doi:10.1086/506579. suxeren que les fontes de rayos X ultraluminosas (ULXs) pueden ser furacos negros d'esti grupu que falta.
Midíes del efeutu Doppler thumb|Vista llateral del furacu negru col aniellu toroidal tresparente de materia ionizada según un modelu propuestuO. Straub, F.H. Vincent, M.A. Abramowicz, Y. Gourgoulhon, T. Paumard, ``Modelling the black hole silhouette in Sgr A* with ion tori, Astron. Astroph. 543} (2012) A83. pa Sgr A *. Esta imaxe amuesa resultancia de la flexón de la lluz dende detrás del furacu negru, y tamién amuesa l'asimetría que surde pol efeutu Doppler de la velocidá orbital desaxeradamente alta de la materia nel aniellu, que xira d'esquierda a derecha per delantre. Dalgunes de les meyores evidencies de la presencia de furacos negros ye la qu'apurre'l efeutu Doppler. Acordies con esti efeutu, la lluz emitida pola materia oxetos que s'alloñar de nós presenta fana en candia, ente que los oxetos que s'averen van presentar fana al azul. Asina, pa la materia que s'atopa mui cerca d'un furacu negru, la velocidá orbital ten de ser comparable cola velocidá de la lluz, polo que la materia que s'alloñar va apaecer bien débil en comparanza cola materia qu'avere, lo que significa que los sistemes con discos intrínsecamente simétrequiers y aniellos van adquirir un aspeutu visual bien asimétricu. Esti efeutu, dexóse nel ordenador modernu imáxenes xeneraes como l'exemplu qu'equí se presenta, con base nun modelu plausible pal furacu negru supermasivu en Sgr A * nel centru de nuesa mesma galaxa. Sicasí, la resolución qu'apurre la teunoloxía telescopiu anguaño disponible ye entá insuficiente pa confirmar direutamente tales predicciones.
Lo que yá se reparó direutamente en munchos sistemes son les velocidaes non relativistes más baxes de la materia que orbita más lloñe de lo que se supón que son los furacos negros. Midíes Doppler direutes de máser (sigles n'inglés d'Amplificación de Microondes por emisión aguiyada de Radiación) d'agua de la materia qu'arrodia los nucleos de les galaxes cercanes revelaron un movimientu keplerianu bien rápido que namái ye posible con una alta concentración de la materia nel centru. Na actualidá, los oxetos namái conocíos que pueden concentrar abonda materia nun espaciu tan pequeñu son los furacos negros, o les coses que van evolucionar en furacos negros dientro de plazos astrofísicamente curtios. Pa galaxes actives más alloñaes, l'anchor de les llinies espectrales amplies puede utilizase pa sondiar el gas que orbita cerca del horizonte de sucesos. La téunica de mapeo de reverberación utiliza la variabilidá d'estes llinies pa midir la masa y seique el xiru del furacu negru de les galaxes actives.
La gravitación de los furacos negros supermasivos nel centru de munches galaxes créese qu'alimenten oxetos activos tales como galaxia Seyfert y cuásares .
Una correllación empírica ente'l tamañu de los furacos negros supermasivos y la velocidá de dispersión estelar σ d'un bulbu galácticuGultekin K et al. (2009). "The M and M-L Relations in Galactic Bulges, and Determinations of Their Intrinsic Scatter". The Astrophysical Journal 698 (1): 198–221. arXiv:0903.4897. Bibcode:2009ApJ...698..198G. doi:10.1088/0004-637X/698/1/198. llámase la rellación M-sigma.
Na vía Láctea thumb|Órbites inferíos de 6 estrelles alredor supermasivu furacu negru candidatu Sagitario A * nel centru de la galaxa Vía Láctea Los astrónomos tán seguros de qu'en nuesa mesma galaxa, la Vía Láctea tien un furacu negru supermasivu nel so centru, a 26 000 años lluz del Sistema Solar, nuna rexón llamada Sagitario A*Henderson, Mark (December 9, 2008). "Astronomers confirm black hole at the heart of the Milky Way". London: Times Online. Retrieved 2009-05-17. por cuenta de que: