Concepción artística mostrando dos agujeros negros supermasivos. Crédito de la imagen: Josh Valenzuela / University of New Mexico.
Según una teoría mas popular, los agujeros negros se fusionan una y otra vez para formar agujeros negros más grandes. Sin embargo, un descubrimiento reciente puede respaldar esto: un par de agujeros negros supermasivos orbitando a 24 años luz de distancia y miden un impresionante peso de 28 mil millones de masas solares.
Los astrónomos han encontrado agujeros negros supermasivos en el corazón de la mayoría de las galaxias, pero ha sido difícil para ellos comprender cómo se han formado. Según una teoría popular, se fusionan una y otra vez para formar agujeros negros más grandes. Sin embargo, un descubrimiento reciente puede respaldar esto: un par de agujeros negros supermasivos orbitando a 24 años luz de distancia y miden un impresionante peso de 28 mil millones de masas solares.
Un agujero negro es un lugar en el espacio donde la velocidad de escape supera la velocidad de la luz. Ok, la definición es un poco más compleja que eso, pero por ahora será suficiente. Los agujeros negros supermasivos, que tienen una masa de cientos de miles a miles de millones de veces la del Sol, son objetos que han sufrido un colapso gravitacional con sus versiones más grandes. Se cree que casi todas las galaxias masivas tienen en su núcleo un agujero negro supermasivo.
Las fusiones de galaxias parecen ser comunes, y se pueden ver muchas en el cielo, como la galaxia Whirlpool, clásica en el hemisferio norte. Se cree que cuando lo hacen, sus agujeros negros pueden formar un par binario. Se piensa que se fusionan al final, pero nunca se ha visto esto. Este proceso se analiza en un artículo publicado recientemente en el Astrophysical Journal por un equipo liderado por Tirth Surti.
El equipo examinó los datos del Telescopio Gemini Norte para descubrir que hay un sistema binario de agujeros negros dentro de la galaxia elíptica B2 0402+379. Resolver este sistema binario permite al equipo estudiarlo con más detalle que nunca. Los datos indican que el sistema tiene una masa impresionante de 28 mil millones de veces la del Sol, y los agujeros negros están separados por solo 24 años luz.
Para determinar su velocidad, el equipo utilizó un espectrógrafo multiobjeto Gemini (GMOS) para estudiar las estrellas cercanas a los agujeros negros. El equipo pudo calcular la masa del par binario del agujero negro gracias a la medición de la velocidad; esto también respalda la teoría de que la masa del agujero negro tiene un papel en el retraso e incluso en la detención de su fusión.
Resulta que B2 0402+379 es un «cúmulo fósil», que es el resultado de la fusión de un cúmulo completo de galaxias. Después de tales fusiones, los agujeros negros suelen oscilar entre sí y caer en una órbita limitada alrededor de un centro de gravedad común. La energía fluye de los agujeros negros a las estrellas cercanas a medida que oscilan entre sí. En el caso de los agujeros negros de masa estelar, se fusionan a medida que pierden energía. Con los agujeros negros binarios supermasivos, esto nunca parece ocurrir.
El equipo propone que, para frenar los agujeros negros binarios con gran masa, se necesitaría una gran cantidad de estrellas cercanas para acercarlos lo suficiente como para fusionarse. Por otro lado, parece que casi toda la materia de la zona ha sido expulsada por los agujeros negros, lo que ha dejado una masa local lo suficientemente baja como para que las órbitas del par no puedan disminuir ni fusionarse. Aún no se ha decidido si este es el destino final y si el par binario está destinado a orbitar para siempre o fusionarse en algún momento. Sin embargo, si se fusionan, es probable que se produzca una onda gravitacional mucho más fuerte, posiblemente cientos de millones de veces mayor que la producida por una fusión masiva estelar.
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REFERENCIAS
SO2, silicate clouds, but no CH4 detected in a warm Neptune: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06849-0
Gemini Observatory: https://gemini.edu/
GMOS. Gemini Multi-Object Spectrographs: https://www.gemini.edu/instrumentation/gmos
Astronomers Measure Heaviest Black Hole Pair Ever Found. NoriLab: https://noirlab.edu/public/news/noirlab2405/
