Por primera vez, el telescopio James Webb (JWST) ha descubierto un agujero negro supermasivo desbocado. ¿Qué significa esto? Se trata de un agujero negro supermasivo que ha sido expulsado de su galaxia anfitriona. Teniendo en cuenta que son muy masivos, ¿qué puede provocar esta expulsión?
El primer agujero negro supermasivo desbocado
¿Qué podría provocar que un agujero negro supermasivo sea expulsado de su galaxia anfitriona? Estas bestias cósmicas pueden tener cientos de millones e incluso miles de millones de veces la masa del Sol. ¿Qué es lo bastante poderoso como para desalojar a uno de estos colosos? Existe un mecanismo capaz de hacerlo: las colisiones entre galaxias. Un grupo de investigadores ha descubierto lo que parece ser el primer caso confirmado de un agujero negro supermasivo desbocado. Está en una galaxia llamada Búho cósmico (Cosmic Owl, en inglés).
En realidad, se trata de dos galaxias anulares, que están a unos 8800 millones de años luz. Los anillos de ambas galaxias parecen ojos de búho que, poco a poco, se acercan cada vez más a su fusión. Los investigadores que observaban el Búho Cósmico vieron una característica lineal y larga en la galaxia. Para intentar explicar de qué podría tratarse, consideraron que pudiese tratarse de la estela del primer agujero negro supermasivo desbocado confirmado. Ahora, un nuevo estudio parece confirmar que nos encontramos ante este escenario.
En el estudio se explica que «la fuga ocasional de agujeros negros supermasivos de sus galaxias anfitrionas es una antigua predicción de los estudios teóricos». Ahora, las observaciones del telescopio James Webb apuntan a un candidato a agujero negro supermasivo desbocado, que se encontraría justo en la punta de esa estructura lineal, que mide algo más de 200 000 años luz. Hay dos mecanismos que pueden dar a un agujero negro supermasivo la velocidad necesaria para escapar de su galaxia. Uno es la interacción de tres cuerpos.
Dos mecanismos diferentes para un mismo resultado
El otro es un rebote, provocado por ondas gravitacionales, causado por una colisión entre agujeros negros. Ambos mecanismos, explican en el estudio, se dan de forma natural como resultado de las colisiones entre galaxias. Algo que se entiende porque los agujeros negros de las galaxias anfitrionas terminan en el centro de la descendiente, donde se fusionan. Aquí hay que considerar dos aspectos distintos. Uno es la cola, esa característica lineal que tiene más de 200 000 años luz de longitud. El otro es el frente de choque.
En un frente de choque, la presión en la cola es menor que en la parte frontal. Esto provoca que el gas se acumule en la cola y forme nuevas estrellas. El telescopio James Webb observó este candidato a agujero negro supermasivo desbocado (llamado Runaway Black Hole 1, en inglés, y abreviado RBH1) con el instrumento NIRSpec. Es capaz de observar pequeñas zonas del cielo en cubos de 3 segundos de arco por 3 segundos de arco. Es capaz de captar simultáneamente imagen y espectro. Algo que permite obtener mucha información.
Permite, además de ver los objetos, analizar la luz para determinar su composición, temperatura y movimiento. Así, han determinado que lo observado en la punta de la galaxia encajaría con lo que se esperaría si hubiese una onda de choque supersónica muy potente. Al identificar una cola y un arco de choque, los investigadores explican que lo que se está viendo, realmente, es el primer agujero negro desbocado confirmado. En un trabajo anterior, ya habían estudiado estas características de la galaxia, pero les faltaban datos.
Confirmando el primer agujero negro supermasivo desbocado
No tenían lo necesario para confirmar que estaban viendo un agujero negro supermasivo desbocado. Las nuevas observaciones del telescopio James Webb y Hubble han permitido confirmar el hallazgo, con el JWST como gran protagonista. Los investigadores añaden que han podido confirmar la presencia de un arco de choque en la punta de la estela. Algo que predecían los modelos. Puede parecer poca cosa, pero este hallazgo es muy importante. Hace ya medio siglo que se predijo que, en ciertas condiciones, un agujero negro supermasivo podía escapar de su galaxia.
En aquel entonces ya se planteó que los mecanismos para que surgiese un agujero negro supermasivo desbocado eran el rebote provocado por las ondas gravitacionales de una colisión entre agujeros negros o las interacciones entre tres objetos. Encontrar el primer agujero negro supermasivo desbocado siempre es una buena señal. Pero como dicen, si se ha encontrado uno, es lógico suponer que habrá otros agujeros negros supermasivos que hayan escapado de sus respectivas galaxias. Así que ese es el próximo gran objetivo.
Algo en lo que los próximos telescopios serán importantes. Específicamente, mencionan los conjuntos de datos que aportarán telescopios como Euclid y Nancy Grace Roman. Aunque seguramente no haga falta decirlo, la imagen de un agujero negro supermasivo fugitivo, oculto en el espacio, puede parecer aterradora. Pero no corremos ningún peligro y no hay de qué preocuparse. En realidad, es una señal de lo mucho que todavía queda por descubrir y entender sobre el cosmos. Tanto en nuestro entorno como en galaxias lejanas…
Estudio
El estudio es P. van Dokkum, C. Jennings, I. Pasha et al.; «JWST Confirmation of a Runaway Supermassive Black Hole via its Supersonic Bow Shock». Puede consultarse en arXiv, en este enlace.
Referencias: Universe Today
