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Observaciones revelan que algunos agujeros negros supermasivos no permanecen estacionarios en los centros de las galaxias. Chorros distorsionados, retrocesos gravitacionales y movimientos inesperados, revelan núcleos galácticos dinámicos, transformando nuestra comprensión de la evolución cósmica y de fusiones de galaxias.
Nuestra visión del Universo está en constante evolución. En los últimos años, el enorme volumen de nuevas observaciones realizadas tanto desde la Tierra como desde el espacio, y cada vez más profundas y precisas, continúa enfrentándonos a fenómenos inesperados.
Muchas certezas respecto a lo que creíamos que eran características bien establecidas del Universo están comenzando a desmoronarse, y los astrónomos se encuentran ante nuevos desafíos.
El fenómeno más reciente y el más inesperado concierne a los agujeros negros. Si bien en el pasado se los imaginaba firmemente anclados en los centros de las galaxias permaneciendo inmóviles mientras todo a su alrededor se desplazaba, resulta que ellos también pueden moverse; de hecho, parece que podrían existir agujeros negros "errantes": objetos que han sido expulsados de las mismas galaxias en las que se formaron.
Agujeros negros: ¿Qué son?
En numerosas ocasiones hemos tenido la oportunidad de hablar sobre los agujeros negros; concretamente, sobre la etapa evolutiva final de las estrellas más masivas. La fuerza gravitatoria que ejercen estos objetos supercompactos es tan inmensa que ni siquiera la luz puede escapar de ellos; de ahí el término "negro".
Sin embargo, son también objetos voraces que atraen inexorablemente hacia sí todo aquello que entra en su esfera de influencia gravitatoria, como si se precipitara al interior de un "agujero". En consecuencia, su masa está generalmente destinada a crecer, evolucionando hasta convertirse en lo que denominamos agujeros negros supermasivos.
En principio, estos objetos son invisibles; no obstante, es posible detectarlos debido a que la materia que cae en espiral hacia su interior emite una intensa radiación a lo largo de casi todo el espectro electromagnético, lo que los hace increíblemente luminosos incluso a distancias cósmicas.
Además gracias a su inmensa atracción gravitatoria, pueden ser detectados observando los efectos gravitatorios que ejercen sobre el movimiento del gas y de las estrellas dentro de su esfera de influencia; estos cuerpos celestes se ven así obligados a orbitar alrededor del agujero negro hasta que, finalmente, se precipitan en su interior.
Sin embargo, existe otro efecto que revela la presencia de un tipo específico de agujero negro: el agujero negro "errante".
Agujeros negros "errantes": ¿Qué son, en realidad?
En el transcurso de los últimos años, se ha recopilado un creciente conjunto de pruebas observacionales; pruebas que se interpretan mejor como derivadas de la existencia de objetos supermasivos que se desplazan a velocidades supersónicas.
¿Qué es, concretamente, lo que se ha observado? En la galaxia conocida como el "Búho Cósmico" se observó un rastro luminoso compuesto por estrellas jóvenes, un rastro que se extiende a lo largo de la asombrosa distancia de 200,000 años luz, junto con una discontinuidad cinemática compatible con un objeto supersónico que viaja a aproximadamente 954 km/s.
Se cree que este objeto supersónico, designado como RBH-1, es un agujero negro "errante". Al haber sido expulsado del centro de su galaxia anfitriona y viajar a velocidades tan elevadas, este agujero negro generaría una onda de choque por delante de sí mismo, capaz de comprimir el gas a lo largo de su trayectoria y, con ello, desencadenar intensos procesos de formación estelar.
Esto explicaría el rastro estelar que deja a su paso mientras deambula a través de decenas de miles de años luz.
La evidencia: rastros, desplazamientos y chorros distorsionados
Múltiples mecanismos pueden regir el movimiento de los agujeros negros. Observaciones recientes sugieren que algunos de estos objetos pueden ser desplazados del centro galáctico, oscilar tras una fusión galáctica o incluso ser expulsados hacia el espacio intergaláctico, convirtiéndose así en agujeros negros "errantes".
Durante el proceso de fusión galáctica un proceso que debe concebirse como extremadamente lento, desarrollándose a lo largo de millones o miles de millones de años, el agujero negro situado en el centro de la galaxia puede experimentar una forma de "retroceso" gravitacional.
Este retroceso podría simplemente desplazar su posición, hacer que oscile alrededor del centro galáctico o si la energía involucrada es lo suficientemente alta, expulsarlo hacia el espacio intergaláctico.
Existen varios indicadores de tales procesos, incluidos los ya mencionados rastros estelares, así como la propagación asimétrica de las ondas gravitacionales.
Por ejemplo, el cuásar 3C 186 exhibe un movimiento contrario a la deriva hacia el exterior de su galaxia anfitriona; un movimiento que recuerda mucho a un efecto de "retroceso". Las observaciones también han revelado chorros de plasma relativista cuyas características, tales como una morfología helicoidal o en forma de "S", apuntan a una dinámica particularmente compleja.
Este descubrimiento altera significativamente la noción sostenida anteriormente de que los agujeros negros están invariablemente anclados a los centros de sus galaxias anfitrionas. Los centros galácticos son, evidentemente, entornos altamente activos y caóticos. Las observaciones más recientes revelan escenarios sumamente dinámicos y complejos.
Referencia de la noticia
"JWST Confirmation of a Runaway Supermassive Black Hole via its Supersonic Bow Shock" Pieter van Dokkum et al. The Astrophysical Journal Letters, Volume 998, Issue 1, id.L27 DOI: 10.3847/2041-8213/ae3d0e