Astrónomos han avistado tres agujeros negros gigantes dentro de tres galaxias con rumbo de colisión titánica. El inusual trío fue capturado por varios telescopios en el espacio.

«Solo estábamos buscando agujeros negros binarios, pero a través de nuestra técnica de selección nos topamos con este asombroso sistema», dijo Ryan Pfeifle de la Universidad George Mason en Fairfax, Virginia, y primer autor del artículo publicado en The Astrophysical Journal que describe los resultados. «Esta es la evidencia más fuerte hallada sobre un sistema triple de agujeros negros supermasivos activos».

El sistema es conocido como SDSS J084905.51+111447.2 (SDSS J0849+1114 para abreviar) y está ubicado a mil millones de años luz de la Tierra.

Para descubrir el raro triplete, los investigadores necesitaron combinar datos de telescopios tanto en la Tierra como en el espacio. Primero, el telescopio SDSS (Sloan Digital Sky Survey), que escanea vastos parches del cielo en luz óptica desde Nuevo México, captó la imagen de SDSS J0849+1114. Con la ayuda de ciudadanos científicos que participan en el proyecto llamado Galaxy Zoo, fue etiquetado como un sistema de galaxias colisionando.

Luego, los datos de la misión WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) de la NASA revelaron que el sistema estaba brillando más intensamente en luz infrarroja durante una fase en la fusión de galaxias, cuando se espera que más de un agujero negro se alimente rápidamente. Siguiendo estas pistas, los astrónomos recurrieron a los observatorios Chandra y LBT (Large Binocular Telescope) en Arizona.

Los datos de Chandra mostraron fuentes de rayos-X —una firma inconfundible de material siendo consumido por agujeros negros— en el centro de cada una de las galaxias de la fusión, exactamente donde los científicos esperaban hallarlos.

NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) también encontró evidencia de grandes cantidades de gas y polvo alrededor de uno de los agujeros negros, algo típico de un sistema en proceso de fusión.

Mientras tanto, los datos de luz óptica de SDSS y LBT mostraron firmas espectrales características de material siendo consumido por los tres agujeros negros supermasivos.

«Los espectros ópticos contienen gran riqueza de información sobre una galaxia», dijo la coautora de la investigación Christina Manzano-King, de la Universidad de California en Riverside. «Son comúnmente utilizados para identificar agujeros negros supermasivos con acreción activa y pueden reflejar el impacto que tienen en la galaxia que habitan».

Una de las razones por las cuales es difícil encontrar un triplete monstruoso como el captado, es que a menudo los agujeros negros son cubiertos en gas y polvo que bloquean mucha de la luz a su alrededor. Las imágenes infrarrojas de WISE, el espectro infrarrojo de LBT y las imágenes en rayos-X de Chandra superaron esa barrera, dado que la luz infrarroja y los rayos-X atraviesan las nubes de gas de manera más fácil que la luz óptica.

«Valiéndonos del uso de estos observatorios mayores, hemos encontrado una nueva manera de identificar sistemas triples de agujeros negros supermasivos. Cada telescopio nos da una pista diferente sobre lo que sucede en estos sistemas», dijo Pfeifle. «Esperamos extender nuestro trabajo para hallar más tríos de esta clase utilizando la misma técnica».

«Los agujeros negros duales y triples son muy raros», señaló la coautora Shobita Satyapal, también de la Universidad George Mason. «Pero es una consecuencia natural de las fusiones de galaxias, las cuales pensamos contribuyen a su crecimiento y evolución».

Pero la fusión de tres agujeros negros supermasivos es diferente a la de solo un par. Cuando hay tres interactuando, dos de ellos se fusionarán mucho más rápido. Esto se debe a que cuando dos agujeros negros se acercan a solo unos pocos años luz entre sí, necesitan un empujón extra para fusionarse dado el exceso de energía que tienen en sus órbitas —algo conocido como «problema del parsec final»—. La influencia de un tercero, tal como sucede en SDSS J0849+1114, actuaría como ese empujón.

Cuando la fusión finalmente tenga lugar, se producirán enormes olas en el tejido del espacio-tiempo: las ondas gravitacionales. Sin embargo, tendrán frecuencias menores a las que los observatorios LIGO y Virgo son capaces de detectar aquí en la Tierra.

Fuente: NASA.

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