Cuando las galaxias chocan, puede producirse todo tipo de caos. Aunque el proceso lleva millones de años, la fusión de dos galaxias puede provocar que los agujeros negros supermasivos (SMBH, que residen en sus centros) se fusionen y se vuelvan aún más grandes. También puede provocar que las estrellas sean expulsadas de sus galaxias, enviándolas e incluso sus sistemas de planetas al espacio como "estrellas rebeldes".
Pero según un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de astrónomos, parece que en algunos casos, los SMBH también podrían ser expulsados de sus galaxias después de que ocurra una fusión. Utilizando datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y otros telescopios, el equipo detectó lo que podría ser un "agujero negro supermasivo renegado" que se aleja de su galaxia.
Según el estudio del equipo, que apareció en el Revista Astrofísica bajo el título Un agujero negro supermasivo potencial de retroceso, CXO J101527.2 + 625911: el agujero negro renegado se detectó a una distancia de aproximadamente 3.900 millones de años luz de la Tierra. Parece provenir de una galaxia elíptica y contiene el equivalente a 160 millones de veces la masa de nuestro Sol.
El equipo encontró este agujero negro mientras buscaba en miles de galaxias evidencia de agujeros negros que mostraran signos de estar en movimiento. Esto consistió en examinar los datos obtenidos por el telescopio de rayos X Chandra para obtener fuentes de rayos X brillantes, una característica común de los SMBH de rápido crecimiento, que se observaron como parte del Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
Luego observaron los datos del Hubble de todas estas galaxias brillantes de rayos X para ver si revelarían dos picos brillantes en el centro de cualquiera. Estos picos brillantes serían una indicación reveladora de que había un par de agujeros negros supermasivos, o de que un agujero negro en retroceso se alejaba del centro de la galaxia. Por último, los astrónomos examinaron los datos espectrales SDSS, que muestran cómo la cantidad de luz óptica varía con la longitud de onda.
De todo esto, los investigadores siempre encontraron lo que consideraban un buen candidato para un agujero negro renegado. Con los datos de ayuda del SDSS y el telescopio Keck en Hawai, determinaron que este candidato estaba ubicado cerca, pero visiblemente desplazado, del centro de su galaxia. También notaron que tenía una velocidad que era diferente de la galaxia, propiedades que sugerían que se movía por sí sola.
La imagen a continuación, que se generó a partir de los datos del Hubble, muestra los dos puntos brillantes cerca del centro de la galaxia. Mientras que el de la izquierda se encontraba dentro del centro, el de la derecha (el SMBH renegado) se encontraba a unos 3.000 años luz de distancia del centro. Entre los datos de rayos X y ópticos, todas las indicaciones apuntaban a que era un agujero negro que fue expulsado de su galaxia.
En términos de lo que podría haber causado esto, el equipo se aventuró a que el agujero trasero podría haber "retrocedido" cuando dos SMBH más pequeños chocaron y se fusionaron. Esta colisión habría generado ondas gravitacionales que podrían haber empujado el agujero negro fuera del centro de la galaxia. Además, se aventuraron a que el agujero negro podría haberse formado y puesto en movimiento por la colisión de dos agujeros negros más pequeños.
Otra posible explicación es que dos SMBH se encuentran en el centro de esta galaxia, pero uno de ellos no produce radiación detectable, lo que significaría que está creciendo demasiado lentamente. Sin embargo, los investigadores favorecen la explicación de que lo que observaron fue un agujero negro renegado, ya que parece ser más consistente con la evidencia. Por ejemplo, su estudio mostró signos de que la galaxia anfitriona estaba experimentando alguna alteración en sus regiones exteriores.
Esta es una posible indicación de que la fusión entre las dos galaxias ocurrió en el pasado relativamente reciente. Dado que se cree que las fusiones de SMBH ocurren cuando sus galaxias anfitrionas se fusionan, esta reserva favorece la teoría del agujero negro renegado. Además, los datos mostraron que en esta galaxia, las estrellas se estaban formando a una velocidad alta. Esto concuerda con las simulaciones por computadora que predicen que las galaxias fusionadas experimentan una mayor tasa de formación de estrellas.
Pero, por supuesto, se necesitan investigaciones adicionales antes de llegar a conclusiones. Mientras tanto, es probable que los hallazgos sean de particular interés para los astrónomos. Este estudio no solo involucra un fenómeno verdaderamente raro, un SMBH que está en movimiento, en lugar de descansar en el centro de una galaxia, sino que las propiedades únicas involucradas podrían ayudarnos a aprender más sobre estas características raras y enigmáticas.
Por un lado, el estudio de SMBH podría revelar más sobre la velocidad y la dirección de giro de estos objetos enigmáticos antes de que se fusionen. A partir de esto, los astrónomos podrían predecir mejor cuándo y dónde las SMBH están a punto de fusionarse. Estudiar la velocidad de retroceso de los agujeros negros también podría revelar información adicional sobre las ondas gravitacionales, lo que podría revelar secretos adicionales sobre la naturaleza del espacio-tiempo.
Y, sobre todo, presenciar un agujero negro renegado es una oportunidad para ver fuerzas increíbles en el trabajo. Suponiendo que las observaciones sean correctas, sin duda habrá encuestas de seguimiento diseñadas para ver hacia dónde viaja el SMBH y qué efecto está teniendo en el entorno cósmico circundante.
Desde la década de 1970, los científicos han opinado que la mayoría de las galaxias tienen SMBH en su centro. En los años y décadas que siguieron, la investigación confirmó la presencia de agujeros negros no solo en el centro de nuestra galaxia, Sagitario A *, sino en el centro de todas las galaxias masivas conocidas. Con una masa que va desde los cientos de miles hasta miles de millones de masas solares, estos objetos ejercen una poderosa influencia en sus respectivas galaxias.
Asegúrese de disfrutar este video, cortesía del Observatorio de rayos X Chandra:
