Los astrónomos han descubierto un agujero negro supermasivo enorme en un lugar inesperado. Es uno de los más grandes conocidos hasta el momento y, por lo que creíamos sobre estas bestias cósmicas, está en un lugar en el que no habríamos esperado encontrarlo…

Un agujero negro de récord

Recreacíon artística de un agujero negro supermasivo devorando materia de un disco de acreción. Crédito: XMM-Newton, ESA, NASA
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Recreacíon artística de un agujero negro supermasivo devorando materia de un disco de acreción.
Crédito: XMM-Newton, ESA, NASA

Los astrónomos han descubierto un agujero negro casi de récord, con una masa de 17.000 millones de soles, en un lugar que creíamos improbable… en el centro de una galaxia en una zona del universo bastante aislada. Las observaciones realizadas con el telescopio Hubble y el telescopio Gemini en Hawái, pueden ser un indicativo de que estos objetos son más comunes de lo que pensábamos hasta el momento.

Antes de continuar con el artículo, vale la pena remarcar que incluso dentro de los agujeros negros supermasivos los hay pequeños y grandes. Es decir, el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea, que tiene una masa de unos 4 millones de soles, es prácticamente minúsculo en comparación a los agujeros negros supermasivos de los que se hablan en este artículo, que tienen masas del orden de miles de millones de soles.

Hasta ahora, los agujeros negros supermasivos más grandes (aquellos con al menos 10.000 millones de veces la masa del Sol) se encontraban en los núcleos de galaxias muy grandes, en regiones del universo repletas de galaxias grandes. De hecho, el agujero negro supermasivo más grande conocido tiene una masa de 21.000 millones de soles (está en el centro de la galaxia NGC 4889) y se encuentra en el cúmulo galáctico Coma, donde residen unas 1.000 galaxias. Hay algunos agujeros negros supermasivos que podrían ser incluso mayores (hasta 40.000 millones de soles), pero hay mucha incertidumbre respecto a sus mediciones.

Una galaxia elíptica

La galaxia NGC 4889, el hogar del agujero negro supermasivo más grande conocido hasta el momento, con una masa de 21.000 millones de soles. Crédito: NASA
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La galaxia NGC 4889, el hogar del agujero negro supermasivo más grande conocido hasta el momento, con una masa de 21.000 millones de soles.
Crédito: NASA

El agujero negro supermasivo del que se está hablando ahora se encuentra en la galaxia elíptica NGC 1600, localizada en una pequeña agrupación de unas 20 galaxias. Lo normal sería esperar que un agujero negro con una cantidad de masa tan elevada estuviese en una zona del universo mucho más poblada. En cierto modo, tal y como se compara en la noticia publicada por la NASA, es como buscar un rascacielos. Sabes que en Manhattan te encontrarás con muchos, pero no esperarías encontrarte con uno en un pequeño pueblo perdido en Estados Unidos.

Hay muchas galaxias con un tamaño como el de NGC 1600 que se encuentran en grupos de galaxias más pequeños que el cúmulo Coma. De hecho, se calcula que estos grupos más pequeños son unas 50 veces más abundantes que los cúmulos galácticos como Coma. Así que la siguiente pregunta es inevitable. ¿Se trata de una excepción, o hay más agujeros negros supermasivos tan grandes en otras zonas poco pobladas del universo?

Más masa de la esperada

Esta simulación por ordenador muestra un agujero negro supermasivo en el núcleo de una galaxia. Crédito: NASA, ESA, y D. Coe, J. Anderson, y R. van der Marel (STScI)
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Esta simulación por ordenador muestra un agujero negro supermasivo en el núcleo de una galaxia.
Crédito: NASA, ESA, y D. Coe, J. Anderson, y R. van der Marel (STScI)

A los investigadores también les ha sorprendido descubrir que el agujero negro es 10 veces más masivo de lo que habían predicho para una galaxia con esa masa. Con la ayuda de observaciones previas de agujeros negros, realizadas con la ayuda del telescopio Hubble, los astrónomos habían desarrollado una correlación entre la masa de un agujero negro y la masa de la protuberancia central de estrellas en su galaxia.

Cuanto mayor sea la protuberancia central, más masivo será el agujero negro. En el caso de NGC 1600 no es así, la masa del agujero negro es muy superior a la masa de la protuberancia de la galaxia en la que se encuentra. Es posible que esta correlación no funcione demasiado bien en el caso de agujeros negros extremadamente masivos, porque representan una fracción superior de la masa total de su galaxia.

El hallazgo de este agujero negro, que se encuentra a 200 millones de años-luz de la Tierra, en la dirección de la constelación de Eridanus, ha sido publicado en la edición del 6 de abril de la revista Nature.

Una bestia durmiente

La galaxia NGC 1600 y sus compañeras. Crédito: Carnegie-Irvine Galaxy Survey
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La galaxia NGC 1600 y sus compañeras.
Crédito: Carnegie-Irvine Galaxy Survey

Para explicar el monstruoso tamaño de este objeto, una de las posibles explicaciones que se han dado es que es posible que se uniese a otro agujero negro hace mucho tiempo, cuando las interacciones entre galaxias eran más frecuentes. Cuando dos galaxias se unen, sus agujeros negros centrales se asientan en el centro de la nueva galaxia y orbitan entre sí. Las estrellas que caigan cerca del agujero negro binario pueden llegar a robarle momento angular y escapar del núcleo de la galaxia.

Esa interacción gravitacional provoca que, poco a poco, los agujeros negros se vayan acercando, hasta que finalmente se unen en uno mucho más grande. El agujero negro supermasivo continúa creciendo, al absorber el gas que va llegando al centro por las colisiones galácticas. Para tener este tamaño, NGC 1600 debió tener una etapa muy voraz en la que consumió mucho material. Ésa, además, puede ser una explicación a por qué la galaxia se encuentra en una zona aislada, en la que hay pocas galaxias vecinas.

Imagen del quasar PKS 2349, a 1.500 millones de años luz de nosotros.
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Imagen del quasar PKS 2349, a 1.500 millones de años luz de nosotros.

NGC 1600 es la galaxia más dominante en su grupo, con un brillo de dos a tres veces superior al de sus vecinos. Esta diferencia tan intensa de brillo entre galaxias no es muy habitual en los grupos de este tipo. La mayor parte del gas de la galaxia fue consumido hace mucho tiempo, cuando el agujero negro supermasivo se iluminó como un brillante quasar por todo el material que iba recibiendo y que se convertía en plasma extremadamente caliente.

Ahora este agujero negro supermasivo es una bestia durmiente. Es un gigante que sólo ha podido ser detectado al medir la velocidad de las estrellas que están en sus cercanías, que se han visto fuertemente afectadas por la gravedad del agujero negro. Esas medidas de velocidad les ha permitido poder estimar cuál es la masa del agujero negro.

Expulsadas por los agujeros negros binarios

El observatorio Gemini North. Crédito: Mailseth/Wikimedia Commons
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El observatorio Gemini North.
Crédito: Mailseth/Wikimedia Commons

Las medidas de velocidad fueron hechas con el Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) del telescopio Gemini North en Mauna Kea, en Hawái. Con la ayuda de GMOS, los astrónomos analizaron la luz del centro de la galaxia, revelando estrellas en una zona de 3.000 años-luz alrededor del núcleo. Algunas de ellas dan vueltas alrededor del agujero negro, evitando caer demasiado cerca. Sin embargo, hay otras estrellas que se están alejando del núcleo en una ruta más recta, sugiriendo que debieron estar muy cerca del centro y fueron expulsadas por el sistema de agujeros negros binarios antes de su fusión.

Las imágenes de archivo del Hubble, tomadas con la Cámara de Infrarrojo Cercano y Espectrómetro Multiobjeto (abreviado como NICMOS por su nombre en inglés), apoyan la idea de que ese sistema binario de agujeros negros expulsó estrellas de su vecindario. Las imágenes de NICMOS muestran que el núcleo de la galaxia era inusualmente tenue, lo que sería indicativo de una falta de estrellas en el centro de la galaxia.

Un núcleo carente de estrellas es lo que distingue a las galaxias elípticas masivas como NGC 1600 de las galaxias elípticas estándar, que tienen centros mucho más brillantes. Los astrónomos calculan que, en total, la cantidad de estrellas expulsadas de la región central equivale a unos 40.000 millones de veces la masa del Sol, algo comparable a quitar todo el disco de nuestra Vía Láctea. Habrá que prestar atención a las noticias en los próximos meses, para ver si los astrónomos logran encontrar más agujeros negros supermasivos como éste en otras galaxias en las que no esperaríamos encontrarlos…

Referencia: NASA