Científicos se encontraban estudiando dos galaxias en fusión con ayuda de ALMA cuando descubrieron dos agujeros negros supermasivos creciendo simultáneamente cerca del centro de la galaxia. Estos agujeros negros supermasivos son los más cercanos entre sá que se han observado jamás en múltiples longitudes de onda. De hecho, se piensa que esta nueva investigación revela que los agujeros negros binarios y las fusiones de galaxias que los crean, pueden ser más frecuentes en el Universo.
Qué pasa si dos agujeros negros colisionan
Cuando dos agujeros negros se acercan entre sí, ambos se funden en uno más grande, pero lo cierto es que esta historia comienza mucho antes, con dos estrellas que se orbitan entre sí y al cumplir con las condiciones necesarias, las dos estrellas se convertirán en agujeros negros cuando se gaste su combustible.
Posteriormente, los agujeros se mantendrán en órbita y reducirán su energía hasta chocar. Con cada vuelta que dan, los agujeros negros van emitiendo ondas gravitacionales y su órbita se va reduciendo, por lo que cuanto más crezcan, más pequeña será la órbita.
Cuando ambos agujeros negros están tan cerca uno del otro, su atracción gravitatoria los empieza a deformar haciendo que se acerquen para finalmente unirse. Luego de la fusión, el nuevo agujero supermasivo se tambalea y oscila un poco antes de establecerse, esto es conocido como la fase de anillamiento.
La fusión y la fase de establecimiento producen ondas gravitacionales, las cuales contienen información sobre los agujeros negros que se fusionaron y además permite probar si entendemos cómo funciona el espacio-tiempo en circunstancias extremas.
Dos agujeros negros a punto de colisionar
Gracias a los receptores de alta sensibilidad de 1.3mm de ALMA, un observatorio internacional en Chile en conjunto con el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), los científicos pudieron observar los núcleos galácticos activos de la fusión, áreas compactas y luminosas de las galaxias causadas por la acumulación de materia alrededor de los agujeros negros centrales, y encontraron dos agujeros negros devorando vorazmente los subproductos de la fusión.
De acuerdo con la investigación publicada en The Astrophysical Journal Letters, científicos pudieron detectar que los dos agujeros negros supermasivos tienen 200 millones y 125 millones de veces la masa del Sol a tan sólo 500 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de Cáncer.
Lo sorprendente es que ambos agujeros negros estaban comiendo el gas, polvo, estrellas e incluso otros agujeros negros que los rodean, uno al lado del otro a sólo 750 años luz de distancia entre sí, por lo que se espera que colisionen en el futuro.
“Las simulaciones sugerían que la mayor parte de la población de los agujeros negros binarios en galaxias cercanas serían inactivos, y no dos agujeros negros en crecimiento”, dijo Michael Koss, autor principal de la investigación. Así mismo, Koss mencionó que el hallazgo de estos objetos tan próximos en el universo cercano, podría preparar el camino para futuros estudios.
“Nuestro estudio ha identificado uno de los pares de agujeros negros mas cercanos en una fusión de galaxias, como sabemos que las fusiones de galaxias son mucho más comunes en el universo lejano, estas binarias de agujeros negros también podrían ser mucho más comunes de lo que se pensaba”, añadió.
El emparejamiento de los datos de ALMA con observaciones en múltiples longitudes de onda de otros potentes telescopios como Chandra, Hubble; el Very Large Telescope de ESO y Keck, demostraron que cada longitud de onda cuenta una parte diferente de la historia, mientras que las imágenes ópticas terrestres mostraron toda la galaxia en fusión.
“Este fascinante descubrimiento muestra el poder de ALMA y como la astronomía en múltiples longitudes de onda puede generar importantes resultados que amplían nuestra comprensión del universo, incluyendo los agujeros negros, los núcleos galácticos activos y más”, dijo el director del programa de la NSF para el Observatorio Radioastronómico Nacional, Joe Pesce. “No creo que haya realmente un limite a lo que podamos aprender”.
Referencias: Koss, M., Treister, E., Kaddad, D., Kawamuro, Taiki., Williams, J. UGC 4211: A Confirmed Dual Active Galactic Nucleus in the Local Universe at 230 pc Nuclear Separation. The Astrophysical Journal Letters, Volume 942, Number 1 (2023). DOI
