Los agujeros negros supermasivos literalmente no cuadran. Los astrofísicos saben que se necesita más tiempo del matemáticamente posible para que uno de ellos alcance sus dimensiones incomprensibles a través de la acreción estándar de gas. A pesar de esto, son claramente observables en el centro de casi todas las grandes galaxias. Entonces, ¿cómo llegan a ser tan grandes?
La explicación más probable es que los agujeros negros supermasivos alcanzan su tamaño cuando dos agujeros negros más pequeños chocan entre sí durante una colisión galáctica. Durante años, esta teoría ha permanecido simplemente como eso, una teoría. Sin embargo, evidencia de un equipo del Instituto Max Planck de Radioastronomía de Alemania ahora ofrece la primera vista clara de un par de agujeros negros supermasivos en el corazón de una galaxia distante. Como explican en un estudio publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, el dúo se dirige hacia una colisión frontal.
Markarian 501 (Mrk 501) es una galaxia elíptica ubicada en la constelación de Hércules, y el sitio del avance. Los investigadores registraron un espectro de frecuencias de radio durante docenas de observaciones durante 23 años. Al igual que muchas otras galaxias, Mrk 501 presenta un chorro de partículas supercargadas expulsadas de un agujero negro a casi la velocidad de la luz. El jet de Mrk 501 es particularmente brillante porque apunta hacia la Tierra, lo que facilita su estudio.
Los investigadores comenzaron a notar algo peculiar a lo largo de los años de datos observacionales. Aunque orientado en una dirección diferente, se hizo cada vez más evidente que no había uno, sino dos jets emitidos desde el corazón de Mrk 501. En cuestión de semanas, los astrónomos rastrearon el segundo jet mientras empezaba detrás del primero, luego procedía a moverse en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor de él. En junio de 2022, la radiación parecía tan torcida que parecía casi circular, una situación conocida como anillo de Einstein. Los investigadores creen que la explicación más probable para esto fue que el sistema estuvo brevemente perfectamente alineado hacia la Tierra. Durante ese tiempo, el efecto de lente gravitacional del primer agujero negro curvó la luz del segundo jet detrás de él.
«Lo buscamos durante mucho tiempo, y luego fue una completa sorpresa que no solo pudiéramos ver un segundo jet, sino incluso rastrear su movimiento», dijo la coautora del estudio y astrónoma Silke Britzen en un comunicado.
Después de múltiples ciclos repetidos de brillo, Britzen y sus colegas estimaron que los agujeros negros orbitan entre sí una vez cada 121 días. La distancia entre ellos es de 250 a 540 veces más lejana que la distancia de la Tierra al Sol. Eso puede sonar como una separación larga, pero en realidad es increíblemente cercana para objetos cósmicos que poseen masas en cualquier lugar entre 100 millones y 1 mil millones de veces la de nuestro Sol. Ya están tan cerca uno del otro que es posible que se fusionen dentro de un siglo.
Desafortunadamente, es probable que nadie vea nunca el gran final real. A más de 440 millones de años luz de la Tierra, los dos agujeros negros son inseparables incluso cuando se ven a través de las herramientas más avanzadas de la astronomía. Esto solo se volverá más difícil de ver a medida que se acerquen uno al otro. Dicho esto, las emisiones de doble jet siguen siendo la evidencia más sólida hasta ahora de que los agujeros negros supermasivos crecen combinando fuerzas. Si es cierto, el par eventualmente comenzará a emitir ondas gravitacionales de frecuencia extremadamente baja que son detectables, lo que proporcionaría aún más evidencia del asombroso encuentro.
