Utilizando datos de archivo del telescopio Gemini Norte, un equipo de astrónomos ha medido el par de agujeros negros supermasivos más pesado jamás encontrado: 28.000 millones de veces la masa del Sol.
Casi todas las galaxias masivas albergan un agujero negro supermasivo en su centro. Cuando dos galaxias se fusionan, sus agujeros negros pueden formar un par binario, lo que significa que están en una órbita ligada entre sí.
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Se plantea la hipótesis de que estos binarios están destinados a fusionarse eventualmente, pero esto nunca se ha observado. La cuestión de si tal evento es posible ha sido un tema de discusión entre los astrónomos durante décadas. En un artículo publicado en The Astrophysical Journal, un equipo de astrónomos ha presentado nuevos conocimientos sobre esta cuestión.
El único binario que se ve por separado
En el nuevo estudio se analizó un agujero negro supermasivo binario ubicado dentro de la galaxia elíptica B2 0402. +379. Este es el único binario de agujero negro supermasivo jamás resuelto con suficiente detalle para ver ambos objetos por separado, y ostenta el récord de tener la separación más pequeña jamás medida directamente: apenas 24 años luz.
Si bien esta estrecha separación predice una poderosa fusión, estudios posteriores revelaron que la pareja ha estado estancada a esta distancia durante más de tres mil millones de años, lo que plantea la pregunta; ¿Cuál es la soporte?
Para comprender mejor la dinámica de este sistema y su detenida fusión, el equipo examinó datos de archivo del espectrógrafo multiobjeto Gemini (GMOS) de Gemini Norte, 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 a medida que miramos más cerca del centro de la galaxia”, dijo en un comunicado Roger Romani, profesor de física de la Universidad de Stanford y coautor del artículo. “Con eso, pudimos inferir la masa total de los agujeros negros que residen allí”.
28 000 millones de veces la del Sol
El equipo estima que la masa del binario es nada menos que 28 000 millones de veces la del Sol, lo que califica al par como el agujero negro binario más pesado jamás medido. Esta medición no solo brinda un contexto valioso para la formación del sistema binario y la historia de su galaxia anfitriona, sino que respalda la teoría de que la masa de un agujero negro binario supermasivo juega un papel clave para detener una posible fusión.
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. La primera es que B2 0402+379 es un “cúmulo fósil”, lo que significa que es el resultado de la fusión de estrellas y gas de un cúmulo de galaxias completo en una sola galaxia masiva.
Además, la presencia de dos agujeros negros supermasivos, junto con su gran masa combinada, sugiere que fueron el resultado de la fusión de múltiples agujeros negros más pequeños de múltiples galaxias.
Después de una fusión galáctica, los agujeros negros supermasivos no chocan frontalmente. En lugar de eso, comienzan a pasarse uno al otro mientras se asientan en una órbita limitada. Con cada paso que realizan, se transfiere energía desde los agujeros negros a las estrellas circundantes. A medida que pierden energía, la pareja es arrastrada cada vez más cerca hasta que están a sólo años luz de distancia, donde la radiación gravitacional toma el control y se fusionan.
Este proceso se ha observado directamente en pares de agujeros negros de masa estelar (el primer caso registrado fue en 2015 mediante la detección de ondas gravitacionales), pero nunca en un binario de variedad supermasiva.
