Agujeros negros supermsaivos vagarían frecuentemente por los centros galácticos

La causa más probable de que el agujero negro supermasivo de M87 esté fuera del centro es una fusión previa de dos agujeros más antiguos y menos masivos.

Imagen de M87 obtenida por el telescopio Hubble. La
imagen principal muestra el chorro de partículas emitido
por uno de los agujeros negros. Abajo, a la izquierda se
ven dos agujeros en el interior de la galaxia.

Un grupo de astronomos en el Instituto de Tecnología de Florida, el Instituto de Tecnología de Rochester (RIT) en Nueva York y la Universidad de Sussex en el Reino Unido han descubierto que el agujero negro supermasivo en el centro de M87, la galaxia más masiva cercana a la Tierra, no está donde se esperaba. La investigación, llevada a cabo mediante el Telescopio Espacial Hubble (HST), concluye que el agujero negro de M87 está desplazado del centro de la galaxia.
La causa más probable de este agujero negro supermasivo que está fuera del centro es la fusión previa entre dos agujeros menos masivos y más antiguos. "También descubrimos, sin embargo, que el chorro de la galaxia M87 pudo haber empujado al agujero negro supermasivo desde centro de la galaxia", explicó Daniel Batcheldor, de Florida Tech, del departamento de física y ciencias del espacio.
El estudio de M87 es parte de un proyecto más amplio del HST dirigido por Andrew Robinson, en el RIT. "Lo que podría ser lo más interesante de este trabajo es la posibilidad de que lo que encontramos es una señal de la fusión de agujeros negros, que es de gran interés para las personas en busca de ondas gravitacionales y para realizar modelos de estos sistemas como una demostración de que los agujeros negros realmente se fusionan", explicó Robinson. "La predicción teórica es que cuando dos agujeros negros se fusionan, el agujero negro recién formado recibe un 'retroceso' debido a la emisión de ondas gravitacionales, que pueden desplazarlo del centro de la galaxia."
"Una vez expulsado, un agujero negro supermasivo puede necesitar millones o miles de millones de años para que vuelva al reposo, especialmente en el centro de una galaxia grande y difusa como M87," explicó David Merritt del RIT. Por lo que la búsqueda de desplazamientos es una manera eficaz de acotar la historia de la fusión de galaxias".
Los chorros, como el de M87, se encuentran comúnmente en un tipo de objetos llamados núcleos galácticos activos (AGN). Comúnmente se cree que un agujero negro supermasivo puede activarse como resultado de la fusión de dos galaxias, la entrada de materia en el centro de la galaxia, y su posterior fusión entre sus agujeros negros. Por lo tanto, es muy posible que este hallazgo también pueda estar relacionado con cómo las galaxias activas, incluyendo los quásares, los objetos más luminosos del Universo, nacen y forman sus chorros.
Debido a que muchas galaxias tienen propiedades similares a las de M87, es probable que sus agujeros negros supermasivos estén desplazados de su centro. Los potenciales desplazamientos, sin embargo, serían muy sutiles, y los investigadores se basarían en el HST para detectarlas.
"Desafortunadamente, la función de alta resolución de la cámara a bordo del HST no pudo ser restaurada durante la misión de servicio reciente", comentó Batcheldor. "Esto significa que tenemos que confiar en el enorme archivo de datos del HST para encontrar estos agujeros negros supermasivos vagabundos como lo hicimos en M87".
Independientemente del mecanismo de desplazamiento, las implicaciones de este resultado suponen cambios en el paradigma clásico de agujero negro, puesto que los científicos ya no pueden asumir que todos los agujeros negros supermasivos residen en los centros de sus galaxias anfitrionas. Esto puede generar algunos efectos interesantes en una serie de áreas fundamentales astronómicas y también algunas preguntas interesantes.
Por ejemplo, ¿cómo interactúan con el entorno nuclear los agujeros negros supermasivos alimentados por acreción (cada vez mayores por la atracción gravitacional de la materia) mientras se mueven a través del núcleo? ¿Cuáles son los efectos en la orientación en base al modelo estándar de núcleos de galaxias activas, y cómo los modelos dinámicos de masa del agujero negro han permitido que se centren si el objeto está inmóvil?
Algo especial para reflexionar, señaló Eric Perlman, de Florida Tech, es que nuestra propia galaxia se espera se fusione con la galaxia de Andrómeda en unos 3.000 millones de años. "El resultado de dicha fusión será probablemente una galaxia activa elíptica similar a M87. Tanto nuestra galaxia como la de Andrómeda tienen un agujero negro supermasivo en su centro, por lo que nuestro resultado sugiere que después de la fusión el agujero negro supermasivo puede vagar en el núcleo de la galaxia durante miles de millones de años".
"En los escenarios actuales de formación de galaxias, se cree que las galaxias se ensamblan por un proceso de fusión", explicó David Axón de la Universidad de Sussex. "Por lo tanto, deberíamos por tanto esperar encontrar agujeros negros binarios así como los posteriores agujeros negros frutos de una fusión, que como en M87, son muy comunes en el cosmos".
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