Un agujero negro tan colosal que se acerca al límite teórico

Astrónomos han descubierto el agujero negro potencialmente más masivo jamás detectado, cerca del límite teórico de lo posible en el universo y 10.000 veces más pesado que el de la Vía Láctea.

Existe en una de las galaxias más masivas jamás observadas -la Herradura Cósmica-, cuya magnitud distorsiona el espacio-tiempo y deforma la luz que pasa de una galaxia de fondo, convirtiéndola en un gigantesco anillo de Einstein con forma de herradura.

El tamaño de este agujero negro ultramasivo es tal que equivale a 36.000 millones de masas solares, según un nuevo artículo publicado hoy en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Se cree que cada galaxia del universo tiene un agujero negro supermasivo en su centro y que las galaxias más grandes albergan agujeros negros aún más grandes, conocidos como agujeros negros ultramasivos.

"Este es uno de los 10 agujeros negros más masivos jamás descubiertos, y posiblemente el más masivo", afirmó en un comunicado el investigador y profesor Thomas Collett, de la Universidad de Portsmouth.

"La mayoría de las demás mediciones de masa de agujeros negros son indirectas y presentan grandes incertidumbres, por lo que no sabemos con certeza cuál es el más grande. Sin embargo, gracias a nuestro nuevo método, tenemos mucha más certeza sobre la masa de este agujero negro".

Los investigadores detectaron el agujero negro en forma de herradura cósmica mediante una combinación de lentes gravitacionales y cinemática estelar (el estudio del movimiento de las estrellas dentro de las galaxias y la velocidad y la forma en que se mueven alrededor de los agujeros negros).

Esta última se considera el método de referencia para medir la masa de los agujeros negros, pero no funciona realmente fuera del universo cercano, ya que las galaxias aparecen demasiado pequeñas en el cielo como para resolver la región donde se encuentra un agujero negro supermasivo o ultramasivo.

La incorporación de lentes gravitacionales ayudó al equipo a "profundizar mucho más en el universo", afirmó el profesor Collett.

Detectamos el efecto del agujero negro de dos maneras: altera la trayectoria de la luz al pasar junto a él y provoca que las estrellas en las regiones internas de su galaxia anfitriona se muevan extremadamente rápido (casi 400 km/s).

Al combinar estas dos mediciones, podemos estar completamente seguros de que el agujero negro es real.

El investigador principal, el candidato a doctorado Carlos Melo, de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS) en Brasil, añadió: "Este descubrimiento se realizó en un agujero negro inactivo, es decir, uno que no estaba acrecentando material activamente en el momento de la observación. Su detección se basó exclusivamente en su inmensa atracción gravitatoria y el efecto que tiene en su entorno.

Lo que resulta particularmente emocionante es que este método nos permite detectar y medir la masa de estos agujeros negros ultramasivos ocultos en todo el universo, incluso cuando están completamente en silencio".

A 5.000 MILLONES DE AÑOS LUZ

El agujero negro de la Herradura Cósmica se encuentra muy lejos de la Tierra, a una distancia de unos 5.000 millones de años luz.

"Normalmente, en sistemas tan remotos, las mediciones de la masa de los agujeros negros solo son posibles cuando están activos", afirmó Melo. "Sin embargo, estas estimaciones basadas en la acreción suelen conllevar importantes incertidumbres. Nuestro enfoque, que combina el efecto de lente fuerte con la dinámica estelar, ofrece una medición más directa y robusta, incluso para estos sistemas distantes".

El descubrimiento es significativo porque ayudará a los astrónomos a comprender la conexión entre los agujeros negros supermasivos y sus galaxias anfitrionas.

"Creemos que el tamaño de ambos está íntimamente relacionado", añadió el profesor Collett, "ya que cuando las galaxias crecen, pueden canalizar materia hacia el agujero negro central.

"Parte de esta materia hace crecer el agujero negro, pero gran parte se disipa en una fuente increíblemente brillante llamada cuásar. Estos cuásares liberan enormes cantidades de energía en sus galaxias anfitrionas, lo que impide que las nubes de gas se condensen en nuevas estrellas".

Nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, alberga un agujero negro de 4 millones de masas solares. Actualmente, no crece lo suficientemente rápido como para liberar energía como un cuásar, pero sabemos que lo ha hecho en el pasado y podría volver a hacerlo en el futuro.

La galaxia de Andrómeda y nuestra Vía Láctea se mueven juntas y se espera que se fusionen en unos 4.500 millones de años, el momento más probable para que nuestro agujero negro supermasivo vuelva a convertirse en un cuásar, según los investigadores.

Una característica interesante del sistema de la Herradura Cósmica es que la galaxia anfitriona es un grupo fósil. Los grupos fósiles son el estado final de las estructuras gravitacionalmente ligadas más masivas del universo, que surgen al colapsar en una única galaxia extremadamente masiva, sin compañeras brillantes.

"Es probable que todos los agujeros negros supermasivos que originalmente estaban en las galaxias compañeras también se hayan fusionado para formar el agujero negro ultramasivo que hemos detectado", afirmó el profesor Collett.

"Así pues, estamos observando el estado final de la formación de galaxias y el estado final de la formación de agujeros negros".

El descubrimiento del agujero negro de la Herradura Cósmica fue en cierto modo un descubrimiento fortuito. Se produjo mientras los investigadores estudiaban la oscuridad de la galaxia.