Los astrónomos miden el par de agujeros negros más pesado jamás encontrado

Utilizando datos de archivo del telescopio Gemini Norte, un equipo de astrónomos ha medido el par de agujeros negros supermasivos más pesado jamás encontrado. La fusión de dos agujeros negros supermasivos es un fenómeno que se predice desde hace mucho tiempo, aunque nunca se ha observado. Este enorme par da pistas de por qué tal evento parece tan improbable en el universo.

Casi todas las galaxias masivas albergan un agujero negro supermasivo en su centro. Cuando dos galaxias se fusionan, sus agujeros negros pueden formar un par binario, lo que significa que están en una órbita unida entre sí. La hipótesis es que estos binarios están condenados a fusionarse eventualmente, pero esto nunca se ha observado. La cuestión de si tal evento es posible ha sido un tema de discusión entre los astrónomos durante décadas.

En un recientemente Publicado en papel La revista astrofísicaUn equipo de astrónomos ha presentado nuevos conocimientos sobre esta cuestión.

El equipo utilizó datos del telescopio Gemini Norte en Hawaii, la mitad del Observatorio Internacional Gemini operado por NOIRLab de NSF, para analizar un agujero negro supermasivo binario ubicado dentro de la galaxia elíptica B2 0402+379. Este es el único agujero negro supermasivo binario jamás resuelto con suficiente detalle para ver ambos objetos por separado, y tiene el récord de tener la separación más pequeña jamás medida directamente: solo 24 años luz. Si bien esta separación presagia una poderosa fusión, estudios posteriores han revelado que la pareja ha estado estancada a esta distancia durante más de tres mil millones de años, lo que plantea la pregunta: ¿Cuál es el problema?

Para comprender mejor la dinámica de este sistema y su fusión interrumpida, el equipo recurrió a datos de archivo del espectrógrafo multiobjeto Gemini (GMOS) de Gemini North, que les permitió determinar la velocidad de las estrellas en las proximidades de los agujeros negros.

«La excelente sensibilidad de GMOS nos permitió mapear las velocidades crecientes de las estrellas a medida que miramos más cerca del centro de la galaxia», dijo Roger Romani, profesor de física en la Universidad de Stanford y coautor del artículo. “Con esto pudimos inferir la masa total de los agujeros negros que residen allí”.

El equipo estima que la masa del binario es 28 mil millones de veces mayor que la del Sol, lo que califica al par como el agujero negro binario más pesado jamás medido. Esta medición no sólo proporciona un contexto valioso para la formación del sistema binario y la historia de su galaxia anfitriona, sino que también respalda la antigua teoría de que la masa de un agujero negro binario supermasivo desempeña un papel clave a la hora de impedir una posible fusión.

«El archivo de datos que sirve al Observatorio Internacional Gemini contiene una mina de oro de descubrimientos científicos sin explotar», dice Martin Still, director del programa NSF para el Observatorio Internacional Gemini. «Las mediciones de masa de este agujero negro binario supermasivo extremo son un ejemplo inspirador del impacto potencial de una nueva investigación que explore este rico archivo».

Comprender cómo se formó este binario puede ayudar a predecir si se fusionará y cuándo, y algunas pistas apuntan a que el par se formará a través de múltiples fusiones de galaxias. La primera es que B2 0402+379 es un “cúmulo fósil”, lo que significa que es el resultado de la fusión de estrellas y gas de un cúmulo de galaxias completo en una única galaxia masiva. Además, la presencia de dos agujeros negros supermasivos, junto con su gran masa combinada, sugiere que fueron el resultado de la fusión de múltiples agujeros negros más pequeños de múltiples galaxias.