Cada galaxia grande conocida tiene un agujero negro supermasivo que residen en los centros de la mayoría de ellas. Y los científicos se preguntan si alguna vez ¿escaparán estos gigantes hambrientos de sus anfitriones para vagar libremente en el vacío?
Esa pregunta podría comenzar a responderse luego de las observaciones realizadas por un grupo de expertos mediante el uso del telescopio espacial Hubble. Es que según un nuevo estudio que fue publicado en una preimpresión en la revista Astrophysical Journal Letters, existe una estrecha franja de estrellas que emerge de una galaxia distante y podría ser el signo de la existencia de un agujero negro supermasivo que está escapando del centro de una galaxia.
Cuando dos galaxias chocan entre sí, sus agujeros negros supermasivos se enrollan hacia el centro del pozo gravitatorio como las bolas de una ruleta en una rueda giratoria. Esto puede tomar cientos de millones o incluso miles de millones de años, pero eventualmente la espiral interna de los agujeros negros conduce a su fusión, un evento que puede dar un impulso final al agujero negro recién formado, haciendo que sea expulsado del centro de la misma galaxia. Eso es lo que predice la teoría más consensuada.
Ilustración esquemática del supuesto origen del agujero negro fugitivo. Inicialmente, dos galaxias se fusionan (1) y sus agujeros negros se hunden en el centro (2). Otra galaxia genera un tercer agujero negro (3). La danza gravitacional de los agujeros negros (4) expulsa uno de ellos en una dirección y los otros dos en la otra (5). (Pieter van Dokkum et al. / Cartas de revistas astrofísicas 2023)“Los agujeros negros en retroceso son un resultado natural de nuestros modelos”, afirmó Marta Volonteri, astrónoma en el Instituto de Astrofísica de París, que ha estudiado varias colisiones simuladas de agujeros negros supermasivos.
La situación puede volverse más complicada mediante la idea de una nueva teoría: antes de que dos agujeros negros se fusionen, otra galaxia podría pasar, donando un tercer agujero negro. La danza gravitatoria resultante de esta trinidad puede expulsar a uno de ellos, generalmente el que tiene la masa más baja, del núcleo con una velocidad enorme.
A pesar de las predicciones, los científicos todavía están buscando su primer agujero negro fugitivo. El candidato más convincente hasta la fecha es un cuásar conocido como 3C 186, que parece estar desplazado del centro de su galaxia anfitriona. Sin embargo, el descubrimiento fortuito informado en el nuevo estudio podría hacer que el cuásar corra por su dinero.
Esta imagen del telescopio espacial Hubble muestra una galaxia (mancha en la parte superior derecha) y un rayo de luz emergente (que se extiende hacia la parte inferior izquierda). (Pieter van Dokkum et al. / Cartas de revistas astrofísicas 2023)Evidencia visible
Lo que despertó el interés de los científicos de la posible huida de un agujero negro de una galaxia fue un rastro casi recto de estrellas que emergen de una galaxia enana. A primera vista, la característica se asemejaba a chorros arrojados por núcleos galácticos activos, pero un examen minucioso mostró que sus propiedades no se parecen a nada visto antes. Por un lado, la luz muestra firmas claras estelares en lugar de plasma, a diferencia de los chorros típicos. La forma de la estela, afilada como un lápiz en la parte superior y algo más ancha cerca de la galaxia, también es exactamente opuesta a lo que asociamos con los chorros AGN.
El equipo sugiere que estamos observando el rastro de un agujero negro desbocado mientras viaja a través del gas que rodea su galaxia a unos 1.600 kilómetros por segundo (3,5 millones de mph). El paso del agujero negro conmociona al medio, provocando la formación de estrellas a su paso. “Es realmente bastante extraño lo similar que se ve a nuestras imágenes”, precisó Volonteri, cuyo equipo ha estado prediciendo senderos similares en el pasado, aunque ella y sus colegas no participaron en el nuevo estudio.
Los investigadores especulan que un agujero negro desbocado creó ondas de choque que provocaron la formación de nuevas estrellas a su paso.En tanto, un examen más detenido del área reveló un segundo rastro mucho más débil en el lado opuesto de la galaxia. Una vez más, los chorros bipolares bien conocidos de los núcleos galácticos activos vienen a la mente como la explicación obvia, pero la evidencia simplemente no cuadra. “Discutimos mucho eso. Estoy realmente convencido de que no puede ser un flujo de salida bipolar, simplemente no tiene sentido”, dijo Grant Tremblay, experto del Centro de Astrofísica, Harvard y Smithsonian en Estados Unidos, quien si contribuyó al estudio.
El equipo especula que la galaxia, cuya forma irregular y entusiasta formación de estrellas sugieren una colisión reciente, albergó originalmente tres agujeros negros. Cuando el agujero negro más ligero fue expulsado para crear el rastro brillante, el dúo restante fue expulsado en la dirección opuesta con una velocidad algo menor.
Es demasiado pronto para reclamar el descubrimiento de un agujero negro supermasivo fuera de control, y mucho menos tres. Sin embargo, hay formas de manejar mejor el origen de los senderos. El equipo está especialmente interesado en un punto brillante en la punta del rastro más brillante, donde podría acechar el agujero negro.
“La detección de una fuente puntual de rayos X en la parte superior de esa cola sería un timbre muerto para un agujero negro en acreción. En los próximos años, la comunidad astronómica sin duda observará la característica con varios observatorios desde la Tierra y el espacio”, concluyó Tremblay.
