Astrónomos detectan por primera vez un agujero negro supermasivo en movimiento

Investigadores del Centro de Astrofísica/Harvard & Smithsonian han identificado el caso más claro hasta la fecha de un agujero negro supermasivo en movimiento, que publican en Astrophysical Journal.

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Los científicos han teorizado durante mucho tiempo que los agujeros negros supermasivos pueden vagar por el espacio, pero atraparlos en el acto ha resultado difícil.

“No esperamos que la mayoría de los agujeros negros supermasivos se muevan; por lo general, se contentan con ‘sentarse’”, dice en un comunicado Dominic Pesce, astrónomo que dirigió el estudio. “Son tan pesados que es difícil ponerlos en marcha. Considere cuánto más difícil es patear una bola de boliche en movimiento que patear una pelota de fútbol, dándose cuenta de que en este caso, la ‘bola de boliche’ es varios millones de veces la masa de nuestro Sol. Eso requerirá una patada bastante poderosa”.

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Pesce y sus colaboradores han estado trabajando para observar esta rara ocurrencia durante los últimos cinco años comparando las velocidades de los agujeros negros supermasivos y las galaxias.

“Nos preguntamos: ¿Son las velocidades de los agujeros negros las mismas que las velocidades de las galaxias en las que residen?” explica. “Esperamos que tengan la misma velocidad. Si no es así, eso implica que el agujero negro ha sido perturbado”.

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Para su búsqueda, el equipo inicialmente examinó 10 galaxias distantes y los agujeros negros supermasivos en sus núcleos. Estudiaron específicamente los agujeros negros que contenían agua dentro de sus discos de acreción, las estructuras espirales que giran hacia el interior del agujero negro.

A medida que el agua orbita alrededor del agujero negro, produce un rayo de luz de radio similar a un láser conocido como maser. Cuando se estudian con una red combinada de antenas de radio utilizando una técnica conocida como interferometría de línea de base muy larga (VLBI), los maser pueden ayudar a medir la velocidad de un agujero negro con mucha precisión, dice Pesce.

La técnica ayudó al equipo a determinar que nueve de los 10 agujeros negros supermasivos estaban en reposo, pero uno se destacó y parecía estar en movimiento.

Ubicado a 230 millones de años luz de la Tierra, el agujero negro se encuentra en el centro de una galaxia llamada J0437 + 2456. Su masa es aproximadamente tres millones de veces la de nuestro Sol.

Usando observaciones de seguimiento con los observatorios de Arecibo y Gemini, el equipo ahora ha confirmado sus hallazgos iniciales. El agujero negro supermasivo se mueve a una velocidad de aproximadamente 177.000 kilómetros por hora dentro de la galaxia J0437 + 2456.

Pero se desconoce qué está causando el movimiento. El equipo sospecha que hay dos posibilidades.

“Es posible que estemos observando las consecuencias de la fusión de dos agujeros negros supermasivos”, dice Jim Condon, radioastrónomo del Observatorio Nacional de Radioastronomía que participó en el estudio. “El resultado de tal fusión puede hacer que el agujero negro recién nacido retroceda, y podemos estar observándolo en el acto de retroceder o mientras se estabiliza de nuevo”.

Pero hay otra posibilidad, quizás incluso más emocionante: el agujero negro puede ser parte de un sistema binario.

“A pesar de todas las expectativas de que realmente deberían estar allí en abundancia, los científicos han tenido dificultades para identificar ejemplos claros de agujeros negros supermasivos binarios”, dice Pesce. “Lo que podríamos estar viendo en la galaxia J0437 + 2456 es uno de los agujeros negros en ese par, y el otro permanece oculto para nuestras observaciones de radio debido a su falta de emisión de máser”.

Sin embargo, en última instancia, se necesitarán más observaciones para precisar la verdadera causa del inusual movimiento de este agujero negro supermasivo.

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