Los astrónomos detectan agujeros negros supermasivos al borde de la fusión
En esta ilustración, la luz de un pequeño agujero negro (izquierda) se curva alrededor de un agujero negro más grande y … [+]
El monitoreo de radio a largo plazo de un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia distante a unos 9 mil millones de años luz de distancia parece mostrar que tiene un compañero invisible masivo. Las observaciones dirigidas por Caltech se realizaron durante un período de 13 años por el Radio Observatorio de Owens Valley en el norte de California y revelan que el agujero negro de radio pronto se fusionará con un agujero negro compañero para formar un supermasivo binario de agujero negro (SMBHB).
Estos dos agujeros negros supermasivos parecen orbitarse cada dos años, informa Caltech. Cada uno de los dos cuerpos gigantes tiene masas que son cientos de millones de veces más grandes que la de nuestro Sol, y los objetos están separados por una distancia unas 50 veces mayor que la que hay entre nuestro Sol y Plutón, señala Caltech, pero cuando la pareja se fusiona aproximadamente en 10.000 años, Se espera que la colisión titánica sacuda el espacio y el tiempo, enviando ondas gravitacionales a través del universo.
Las observaciones se detallan en un artículo publicado esta semana en Las cartas del diario astrofísico.
El cuásar observado, PKS 2131-021, es uno de una subclase de cuásares llamados blazars en los que el chorro apunta hacia la Tierra. Este es ahora solo el segundo candidato conocido para un par de agujeros negros supermasivos atrapados en el acto de fusionarse.
«Desde una perspectiva astrofísica, esperamos que haya binarios de agujeros negros supermasivos», me dijo Joseph Lazio, astrofísico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y uno de los coautores del artículo. «La mayoría, si no todas, las galaxias grandes tienen agujeros negros supermasivos en sus centros, se observa que las galaxias experimentan fusiones, por lo que debería haber binarios de agujeros negros supermasivos resultantes».
PKS 2131-021 es solo uno de los 1800 blazares que un grupo de investigadores de Caltech en Pasadena ha monitoreado en el Observatorio Owens Valley como parte de un estudio general del comportamiento de los blazares, señala Caltech. . Pero este blazar en particular exhibe un comportamiento extraño: su brillo muestra altibajos regulares tan predecibles como el tictac de un reloj, que los investigadores ahora creen que es el resultado de un segundo agujero negro disparando al primero, informa Caltech.
Después de enterarse de que otros dos radiotelescopios también habían estudiado este sistema, el Radio Observatorio de la Universidad de Michigan (1980 a 2012) y el Observatorio Haystack (1975 a 1983), investigaron los datos adicionales y descubrieron que «coincidía con las predicciones de cómo la el brillo de blazar cambiaría con el tiempo, dice Caltech.
La evidencia reveladora provino de observaciones de radio de PKS 2131-021 que abarcan 45 años, señala Caltech.
Un poderoso chorro que emana de uno de los dos agujeros negros de PKS 2131-021 se mueve de un lado a otro debido al movimiento orbital del par; esto, a su vez, provoca cambios periódicos en el brillo de la luz de radio del cuásar, informa Caltech.
Cinco observatorios diferentes han registrado estas oscilaciones, incluido el Radio Observatorio Owens Valley (OVRO) de Caltech, el Observatorio Radioastronómico de la Universidad de Michigan (UMRAO), el Observatorio Haystack del MIT, el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), el Radio Observatorio Metsähovi en Finlandia y el Wide- Satélite espacial Infrared Survey Explorer (WISE).
¿Por qué estas fusiones de agujeros negros supermasivos son tan difíciles de detectar?
A escalas astronómicas, aunque los agujeros negros pueden ser «supermasivos», su separación es mínima. La otra es que los agujeros negros, por supuesto, no emiten ninguna radiación, dice Lazio. La radiación proviene del material que cae en un agujero negro o de un chorro (poderoso) que resulta de parte del material que no cae en el agujero, dice. Si solo hay material alrededor de uno de los agujeros negros y no del otro, podría ser fácil preguntarse si hay uno o dos agujeros negros presentes, dice Lazio.
¿Qué podemos aprender de estas observaciones?
“Este descubrimiento subraya la importancia de monitorear simplemente el brillo de los objetos celestes”, dijo Lazio. «Aunque aparentemente es una tarea sencilla, mantener un proyecto de este tipo durante la mayor parte de una década, día tras día, requiere una enorme dedicación y resistencia».
