Descubriendo agujeros negros supermasivos a pares: en busca de las "súper" ondas gravitacionales

Par Agujeros Negros

Las ondas gravitacionales han sido uno de los últimos descubrimientos más importantes y de hecho fueron las protagonistas del Premio Novel de Física de este año, pero esto no significa ni mucho menos que lo sepamos todo de ellas. Y puede que algo que suena tan a película de ciencia ficción como los pares de agujeros negros supermasivos nos dé más pistas de estas particulares ondas.

Recientemente han descubriendo más de estos pares de agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias que hasta ahora se resistían bastante. ¿La clave? Verlos "con otros ojos", es decir, tirar de otras técnicas y fuentes de observación. Y las pistas que pueden dar tienen relación con el origen de los agujeros negros masivos, las supernovas e incluso del universo al ser fuentes potenciales de enormes ondas gravitacionales.

Cuando ves las cosas con otros ojos, concretamente los de tres observatorios

Hablamos en concreto de dos trabajos publicados recientemente, el de Shobita Satyapal y su equipo de la Universidad George Mason (Virginia, Estados Unidos) y el del de Sarah L. Ellison de la Universidad de Victoria, hablando de cuatro y un par de agujeros respectivamente. En ellos muestran las evidencias de estos pares de agujeros masivos que contienen una masa equivalente a un puñado de millones de nuestro Sol según explican en la NASA, ahí es nada.

Pero como decíamos no es nada fácil detectar estos pares de agujeros, y de hecho no había sido posible hacerlo con tanta aproximación hasta que no se han combinado los datos provenientes de distintos tipos de observatorio. Algo que enfatiza Satyapal en el comunicado de la Agencia comentando que "se encuentran agujeros negros supermasivos en muchas regiones del universo", pero que estos pares han sido difíciles de encontrar pese a que cada vez se tenían más datos sobre el crecimiento y la interacción de los agujeros.

Imágenes ópticas y de rayos X de dos de los recientemente descubiertos pares de agujeros negros supermasivos. (Crédito: NASA/CXC/Univ. de Victoria/S.Ellison et al./Univ. George Mason/S.Satyapal et al./SDSS)

¿Y qué técnicas se usaron? Se combinaron los datos de diferentes observatorios, incluyendo los del Observatorio de Rayos X Chandra y el WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), el cual también sirvió para dar con una enana marrón que se le había escapado a la NASA.

Es la combinación de los rayos X y los infrarrojos la que resulta muy efectiva para encontrar estos pares de agujeros negros, según Ellison

En este sentido explicaba Ellison también a la NASA que la combinación de los rayos X y los infrarrojos resulta muy efectiva para encontrar estos pares de agujeros negros, dado que pueden atravesar las nubes de gas y polvo que suele haber alrededor de éstos, enfatizando la aportación de Chandra para separarlos. En su trabajo, el equipo de Ellison recurrió además al MaNGA (Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory) para localizar de manera más precisa uno de los pares.

Espectacular, pero ¿qué nos dicen estos grandísimos pares de agujeros negros?

En el FAQ sobre las ondas gravitacionales que preparamos justo antes de la confirmación de su detección ya comentamos que los agujeros negros podían ser los causantes de su emisión al fusionarse. Para ello hasta el momento se había tirado de LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) detectando señales de agujeros negros "pequeños", de "sólo" entre 8-36 veces la masa del Sol.

La fusión de estos pares de súper agujeros negros acabaría formando un agujero negro (aún más) supermasivo y ondas gravitacionales

Pero LIGO no es capaz de detectar estos pares de agujeros negros supermasivos, de ahí que la clave haya sido tirar de otras técnicas y fuentes de datos. Así, la fusión de estos pares de súper agujeros negros acabaría formando un agujero negro (aún más) supermasivo, proceso que emitiría una inmensa cantidad de energía cuando parte de la masa se convirtiese en ondas gravitacionales.

Ilustración que representa el crecimiento de dos agujeros negros supermasivos en dos tipos de galaxia distintos. A la izquierda una galaxia normal en la que se crea una estructura de gas y polvo en forma de rosquilla, a la derecha una formación esférica en una galaxia en proceso de fusión. (Crédito: NASA/CXC/M.Weiss/Observatorio Astronómico Nacional de Japón

Además, estos pares de agujeros están en el centro de las galaxias y se considera que son la causa de lo que se conoce como Active Galactic Nuclei (AGN) o núcleo galáctico activo, es decir, una región compacta en el centro de una galaxia con una cantidad exacerbada de luminosidad no proveniente de estrellas (sino de los agujeros). De ahí que con estos descubrimientos esperen conocer mejor la formación y el crecimiento de los agujeros negros supermasivos, su fusión y la producción de ondas gravitacionales.

Además están las futuras aportaciones de LISA (Laser Interferometer Space Antenna), el cual se espera que sea el primer detector de ondas gravitacionales espacial per se. Y a su vez, conociéndolas mejor se espera llegar a tener más datos de los interiores de las supernovas. Todo pinta muy "súper" en el futuro de la astronomía, sobre todo si llegamos a conocer qué pasó en "los primeros momentos" (los primeros 400 o 500 mil años) tras el Big Bang.

Imagen | NASA/CXC/A.Hobart
En Xataka | Cazando monstruos en la noche: estamos a las puertas de la primera fotografía directa de un agujero negro