Encuentran dos agujeros negros colosales encerrados en un épico vals cósmico

En esta ilustración, la luz de un agujero negro más pequeño (izquierda) se curva alrededor de un agujero negro más grande y forma una imagen casi especular al otro lado. (Crédito: Caltech-IPAC)

En la actualidad, los astrónomos están casi seguros de que los agujeros negros supermasivos de millones a miles de millones de veces la masa de nuestro Sol se encuentra en el centro de cada galaxia. Sin embargo, el conocimiento sobre estos monstruos cósmicos es escaso, particularmente si pensamos en cómo pudieron llegar a adquirir tal cantidad de masa. Se cree que en su mayoría serían el resultado de la fusión con otros agujeros negros supermasivos más pequeños, aunque del mismo modo, la evidencia observacional es escasa.

Ahora les tenemos una noticia emocionante, los investigadores han detectado lo que parece un colosal dúo, llamado binario: un agujero negro supermasivo que tiene a su compañero en órbita cercana, órbita que se va reduciendo camino a la fusión.

Representación artística de los dos agujeros negros supermasivos orbitándose entre sí. El agujero negro más masivo, lanza un chorro que cambia de brillo aparente a medida que el dúo gira en torno al otro. Crédito: Caltech/R. Hurt (IPAC).

Según el estudio, se trata del dúo más unido observado hasta la fecha. Es único porque anteriormente solo se había encontrado un par de agujeros negros supermasivos en camino a una fusión, para esta ocasión el diámetro de la órbita del binario es de 10 a 100 veces más pequeño. Los científicos calcularon que el dúo cósmico se da vuelta cada dos años y se fusionarán en 10.000 mil años. Quizás suene mucho tiempo, pero el proceso completo tarda alrededor de 100 millones de años, lo que significa que este par está a más del 99% del camino hacia una colisión.

El épico vals cósmico en cuestión se encuentra a 9 mil millones años luz de distancia, cada uno de los dos cuerpos gigantes tiene masas que son cientos de millones de masas solares, y los objetos están separados por una distancia de aproximadamente 50 veces la que separa a nuestro Sol de Plutón. Están girando muy rápido; para que tenga una idea, Plutón tarda unos 248 años en completar una vuelta, mientras que este par de agujeros negros completan una órbita binaria en solo 2 años.

Para su descubrimiento, un equipo de astrónomos dirigido por Caltech se encontraba estudiando las variaciones de brillo en los cuásares. Los cuásares son núcleos activos de galaxias en los que un agujero negro supermasivo extrae material de un disco que lo rodea, en otras palabras, se está alimentando. En algunos cuásares, el agujero negro supermasivo crea un chorro que sale disparado casi a la velocidad de la luz. Algo inusual notaron en un cuásar llamado PKS 2131-021, tras analizar 45 años de observaciones de radio que muestran que el sistema se oscurece y se aclara periódicamente.

Animación artística de un agujero negro supermasivo rodeado por un disco giratorio de gas y polvo. El agujero negro lanza un chorro relativista que viaja casi a la velocidad de la luz. Según el estudio, un poderoso chorro que emana de uno de los dos agujeros negros dentro de PKS 2131-021 se desplaza de un lado a otro debido al movimiento orbital del par. Crédito: Caltech/R. Hurt (IPAC).

«Cuando nos dimos cuenta de que los picos y valles de la curva de luz detectados de tiempos recientes coincidían con los picos y valles observados entre 1975 y 1983, supimos que estaba ocurriendo algo muy especial», dijo en un comunicado de prensa Sandra O’Neill, autora principal del nuevo estudio y estudiante de grado en Caltech.

Esta investigación es una muestra de que la perseverancia y el trabajo conjunto de años puede acabar en un valioso resultado. Es fundamental para mejorar nuestra comprensión sobre cómo estos objetos se vuelven increíblemente masivos. Un aporte para crear un modelo más preciso sus orígenes y evolución futura.

Los hallazgos aparecen en The Astrophysical Journal Letters.

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