Casi todas las galaxias masivas albergan un agujero negro supermasivo en su centro (como la Vía Láctea, que contamos con Sagitario A*). Estos gigantes cósmicos pueden entrar en estrecho contacto durante las fusiones de galaxias, formando potencialmente agujeros negros binarios encerrados en una misma órbita, aunque se sabe poco sobre este tema. ¿Es posible? Ahora, una nueva investigación arroja luz sobre este enigma cósmico y ofrece nuevos conocimientos sobre el comportamiento de los agujeros negros supermasivos binarios.
El estudio, publicado en la revista The Astrophysical Journal, se centra en una galaxia situada a unos 750 millones de años luz de distancia de nosotros que alberga el par de agujeros negros supermasivos más grandes que jamás hayamos visto.
Desentrañando un misterio cósmico
Los dos agujeros negros tienen una masa combinada de 28.000 millones de veces la masa del Sol. Es, sin duda, el binario de agujeros negros más pesado que hemos encontrado. Y exhiben varias propiedades peculiares que están ayudando a los astrónomos a descubrir qué le sucede a esta gigantesca cuando se juntan.
El equipo utilizó datos del telescopio Gemini Norte en Hawai’i, la mitad del Observatorio Internacional Gemini operado por NOIRLab de NSF, financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., para analizar un agujero negro supermasivo binario ubicado dentro de la galaxia elíptica B2 0402+379 que ostenta el récord de tener la separación más pequeña jamás medida directamente: apenas 24 años luz. Es sorprendente, ya que es más cerca de la Tierra que la estrella Vega, por ejemplo.
Para comprender mejor la dinámica de este sistema y su detenida fusión, el equipo examinó los datos de archivo del espectrógrafo multiobjeto Gemini North (GMOS), que les permitió determinar la velocidad de las estrellas en las proximidades de los agujeros negros. «La excelente sensibilidad de GMOS nos permitió mapear las velocidades crecientes de las estrellas cuando miramos más cerca del centro de la galaxia», explicó Roger Romani, profesor de física de la Universidad de Stanford y coautor del artículo. «Con esto pudimos inferir la masa total de los agujeros negros que residen allí».
Se cree que la formación de este binario es el resultado de múltiples fusiones de galaxias, siendo B2 0402+379 un «cúmulo fósil», el producto de la fusión de un cúmulo de galaxias en una única galaxia masiva.
¿Destinados a fusionarse?
Comprender cómo se formó este binario puede ayudar a predecir si se fusionará y cuándo, y un puñado de pistas apuntan a que el par se formará a través de múltiples fusiones de galaxias.
Los agujeros negros binarios tienden a fusionarse con el tiempo (como lo han demostrado las observaciones de ondas gravitacionales), pero los científicos descubrieron que este par ha estado estancado a esa distancia durante 3.000 millones de años. Es poco probable que se fusionen a corto plazo, y su masa extrema podría ser la razón.
Para que objetos como este se fusionen, necesitan perder energía orbital. El gas y las estrellas que orbitan a su alrededor pueden darles un pequeño empujón al robarles parte de esta energía. Pero parece que esta enorme galaxia se ha quedado sin gas y sin estrellas. De ahí la conclusión de que no estarían destinados a fusionarse. Al no haber ni estrellas ni gas, se ha paralizado la fusión en sus etapas finales.
«Normalmente parece que las galaxias con pares de agujeros negros más claros tienen suficientes estrellas y masa para unirlos rápidamente», dijo Roger Romani, profesor de física de la Universidad de Stanford y coautor del artículo. “Dado que este par es tan pesado, se necesitaron muchas estrellas y gas para realizar el trabajo. Pero el binario ha barrido la galaxia central de tal materia, dejándola estancada y accesible para nuestro estudio”.
Aún habría que determinar si este par de agujeros negros superará su estancamiento y eventualmente se fusionará en escalas de tiempo de millones de años, o continuará en ese limbo orbital para siempre. El equipo de investigación planea realizar investigaciones de seguimiento para determinar la presencia de gas en el núcleo de B2 0402+379. Esto podría ofrecer más información sobre si los agujeros negros supermasivos finalmente se fusionarán o permanecerán eternamente separados.
Con información de Muy Interesante.
