El espacio es fascinante, con tamaños y distancias tan inimaginables que se hacen difíciles para la comprensión humana. Desde que empezamos a observar el cosmos nos hemos topado con cuerpos y fenómenos abrumadores, y los agujeros negros supermasivos son un claro ejemplo de ello: Absurdamente gigantes y con la capacidad de devorar absolutamente todo, hasta la luz. Ahora, ¿qué pensarías de una de estas bestias viajando a toda velocidad por el espacio?
Pues, hay un monstruo invisible suelto, que recorre el espacio intergaláctico tan rápido que, si estuviera en nuestro sistema solar, podría viajar de la Tierra a la Luna en 14 minutos. Este agujero negro supermasivo, que pesa tanto como 20 millones de soles, ha dejado tras de sí una "estela" de estrellas recién nacidas de 200 mil años luz de longitud nunca antes vista, el doble del diámetro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
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Este monstruo fue captado accidentalmente por el telescopio espacial Hubble de la NASA y su origen es probable que sea del resultado de un extraño juego de billar galáctico entre tres agujeros negros masivos, del que habría salido despedido.
En lugar de devorar estrellas, como un Pac-Man cósmico, el veloz agujero negro se está abriendo paso entre el gas que tiene delante para provocar la formación de nuevas estrellas a lo largo de un estrecho corredor. Este avanza demasiado rápido como para tomarse un tiempo para comer algo. Nunca se había visto nada parecido.
Según la investigación del equipo, que fue publicada el 6 de abril de 2023 en The Astrophysical Journal Letters, el descubrimiento ofrece la primera evidencia observacional de que los agujeros negros supermasivos pueden ser expulsados de sus galaxias de origen para vagar por el espacio interestelar.
DESCUBIERTO POR ACCIDENTE
"Fue pura casualidad que nos topáramos con él", refiere Pieter van Dokkum de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut. Pues se estaba buscando cúmulos globulares de estrellas en una galaxia enana cercana.
"Estaba escaneando la imagen del Hubble y entonces noté que había una pequeña raya. Inmediatamente pensé: 'Oh, un rayo cósmico que golpea el detector de la cámara y causa un artefacto de imagen lineal'. Cuando eliminamos los rayos cósmicos nos dimos cuenta de que todavía estaba allí. No se parecía a nada que hubiéramos visto antes".
Como era tan extraño, van Dokkum y su equipo realizaron una espectroscopia de seguimiento con los Observatorios WM Keck en Hawái. Describe el rastro de estrellas como "bastante asombroso, muy, muy brillante y muy inusual". Esto lo llevó a la conclusión de que estaba observando las consecuencias de un agujero negro que volaba a través de un halo de gas que rodeaba la galaxia anfitriona.
CREADOR DE ESTRELLAS
El agujero negro se encuentra en un extremo de la columna, que se extiende hasta su galaxia madre. En el extremo más externo de la columna hay un nudo de oxígeno ionizado extraordinariamente brillante. Los investigadores creen que es probable que el gas se vea sometido a un choque y se caliente debido al movimiento del agujero negro al chocar con este, o que se trate de radiación procedente de un disco de acreción que rodea al agujero negro.
"El gas que se encuentra frente a él sufre un choque debido a este impacto supersónico a muy alta velocidad del agujero negro. No se sabe exactamente cómo funciona", dijo van Dokkum.
"Creemos que estamos viendo una estela detrás del agujero negro, donde el gas se enfría y puede formar estrellas. Por lo tanto, estamos viendo la formación de estrellas detrás del agujero negro. Lo que estamos viendo es el resultado. Como la estela detrás de un barco, estamos viendo la estela detrás del agujero negro", agrega.
El rastro debe tener muchas estrellas nuevas, dado que es casi la mitad de brillante que la galaxia anfitriona a la que está vinculado.
¿CÓMO SE FORMÓ?
Es probable que este cohete intergaláctico sea el resultado de múltiples colisiones de agujeros negros supermasivos. Los astrónomos sospechan que las dos primeras galaxias se fusionaron hace quizás 50 millones de años, lo que unió a dos agujeros negros supermasivos en sus centros y los hizo girar uno alrededor del otro como un agujero negro binario.
Luego apareció otra galaxia con su propio agujero negro supermasivo. Esto sigue el viejo dicho: "dos son compañía y tres son multitud". La mezcla de los tres agujeros negros dio lugar a una configuración caótica e inestable. Uno de los agujeros negros robó impulso a los otros dos agujeros negros y fue expulsado de la galaxia anfitriona. El binario original puede haber permanecido intacto, o el nuevo agujero negro intruso puede haber reemplazado a uno de los dos que estaban en el binario original y expulsado al compañero anterior.
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Cuando el agujero negro único despegó en una dirección, los agujeros negros binarios se dispararon en la dirección opuesta. Hay una característica observada en el lado opuesto de la galaxia anfitriona que podría ser el agujero negro binario desbocado. La evidencia circunstancial de esto es que no hay señales de que quede un agujero negro activo en el núcleo de la galaxia. El siguiente paso es realizar observaciones de seguimiento con el telescopio espacial James Webb de la NASA y el observatorio de rayos X Chandra para confirmar la explicación del agujero negro.
El próximo telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA ofrecerá una visión gran angular del universo con la exquisita resolución del Hubble. Como telescopio de sondeo, las observaciones de Roman podrían encontrar más de estas raras e improbables "rachas de estrellas" en otras partes del universo. Esto puede requerir aprendizaje automático que utilice algoritmos que sean muy buenos para encontrar formas extrañas específicas en un mar de otros datos astronómicos, según van Dokkum.
DATO
El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA. El Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto Científico del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. El STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, DC.
