Descubren agujero negro que “flota” libremente en el espacio y a alta velocidad

Un posible evento de microlente gravitacional en el cosmos, presenciado en 2011, se debió a un agujero negro que flotaba por el espacio interestelar, el primero de su tipo jamás observado. “Reportamos la primera detección inequívoca y medición de masa de un agujero negro aislado de masa estelar”, asegura un equipo internacional de astrónomos liderado por Kailash C. Sahu, del Space Telescope Science Institute, en el servidor de preimpresión arXiv.

Los científicos han asumido durante algún tiempo que hay muchos agujeros negros deambulando por el espacio interestelar, pero hasta ahora no habían encontrado ninguno. Esto se debe a la naturaleza misma de un agujero negro: son difíciles de detectar contra el fondo negro del espacio.

Aun así, la evidencia de su existencia era fuerte. Investigaciones anteriores han demostrado que los agujeros negros a menudo se forman cuando las estrellas llegan al final de sus vidas y sus núcleos colapsan, lo que generalmente produce una supernova. Debido a que se han observado muchas supernovas de este tipo, parecía claro que, como resultado, se deben haber creado muchos agujeros negros.

Pero encontrarlos ha significado buscar efectos de lentes, cuando la luz de las estrellas se desvía por la atracción del agujero negro. Dadas las grandes distancias, el efecto de lente es leve, por lo que es casi imposible de detectar incluso con los mejores telescopios modernos.

En 2011, cuando dos equipos de proyecto que buscaban ese tipo de lentes vieron una estrella que parecía brillar sin razón aparente, los investigadores comenzaron a analizar los datos del Telescopio Espacial Hubble. Durante seis años observaron cómo cambiaba la luz, con la esperanza de que el cambio se debiera a la ampliación de un agujero negro. Luego, encontraron algo más: la posición de la estrella pareció cambiar.

Los investigadores sugieren que el cambio solo podría deberse a un objeto en movimiento invisible que ejerce una fuerza que tiraba de la luz a medida que pasaba: un agujero negro interestelar. Los investigadores continuaron estudiando la estrella y su luz, y finalmente descartaron la posibilidad de que la luz provenga de la lente y confirmaron que la ampliación tuvo una larga duración, los cuales son requisitos previos para confirmar la existencia de un agujero negro, informa Phys.org.

En conjunto, la evidencia es lo suficientemente fuerte como para confirmar el avistamiento de un agujero negro que flota libremente. Los investigadores incluso pudieron medir su tamaño, en siete masas solares. También encontraron que viaja a aproximadamente 45 km/h.

Descubren agujero negro que no traga estrellas, sino que las crea

Aparentemente, el agujero negro está contribuyendo a la tormenta de fuego de la formación de nuevas estrellas que tiene lugar en la galaxia. La galaxia enana se encuentra a 30 millones de años luz de distancia, en la constelación austral Pyxis.

Hace una década, esta pequeña galaxia provocó un debate entre los astrónomos sobre si las galaxias enanas albergaban agujeros negros proporcionales a los gigantes supermasivos que se encuentran en el corazón de las galaxias más grandes.

Este nuevo descubrimiento tiene al pequeño Henize 2-10, que contiene solo una décima parte del número de estrellas que se encuentran en nuestra Vía Láctea, listo para desempeñar un papel importante en la resolución del misterio de dónde provienen los agujeros negros supermasivos en primer lugar.

“Hace diez años, cuando era estudiante de posgrado y pensaba que dedicaría su carrera a la formación de estrellas, miré los datos de Henize 2-10 y todo cambió”, dijo en un comunicado Amy Reines, quien publicó la primera evidencia de un agujero negro en la galaxia en 2011 y es el investigador principal de las nuevas observaciones del Hubble, publicadas en la edición del 19 de enero de Nature.

“Desde el principio supe que algo inusual y especial estaba sucediendo en Henize 2-10, y ahora el Hubble ha proporcionado una imagen muy clara de la conexión entre el agujero negro y una región vecina de formación estelar ubicada a 230 años luz del agujero negro”, dijo Reines.

Esa conexión es una salida de gas que se extiende por el espacio como un cordón umbilical hacia una brillante guardería estelar. La región ya albergaba un denso capullo de gas cuando llegó el flujo de baja velocidad.

La espectroscopia de Hubble muestra que el flujo de salida se movía a aproximadamente un millón de millas por hora, golpeando el gas denso como una manguera de jardín golpeando un montón de tierra y extendiéndose. Los cúmulos de estrellas recién nacidas salpican el camino de la propagación del flujo de salida, sus edades también calculadas por Hubble.

Este es el efecto opuesto de lo que se ve en las galaxias más grandes, donde el material que cae hacia el agujero negro es arrastrado por los campos magnéticos circundantes, formando chorros de plasma que se mueven a una velocidad cercana a la de la luz.

Las nubes de gas atrapadas en el camino de los chorros se calentarían mucho más allá de su capacidad para enfriarse y formar estrellas. Pero con el agujero negro menos masivo en Henize 2-10 y su salida más suave, el gas se comprimió lo suficiente como para precipitar la formación de nuevas estrellas.

“A solo 30 millones de años luz de distancia, Henize 2-10 está lo suficientemente cerca como para que el Hubble pudiera capturar tanto las imágenes como la evidencia espectroscópica de la salida de un agujero negro muy claramente. La sorpresa adicional fue que, en lugar de suprimir la formación estelar, la salida fue desencadenando el nacimiento de nuevas estrellas”, dijo Zachary Schutte, estudiante graduado de Reines y autor principal del nuevo estudio.

Desde su primer descubrimiento de emisiones distintivas de radio y rayos X en Henize 2-10, Reines pensó que probablemente provenían de un agujero negro masivo, pero no tan supermasivo como los que se ven en galaxias más grandes. Sin embargo, otros astrónomos pensaron que era más probable que la radiación fuera emitida por un remanente de supernova, lo que sería un hecho familiar en una galaxia que está expulsando rápidamente estrellas masivas que explotan.

“La asombrosa resolución del Hubble muestra claramente un patrón similar a un sacacorchos en las velocidades del gas, que podemos ajustar al modelo de un flujo de salida con precesión o tambaleo de un agujero negro. Un remanente de supernova no tendría ese patrón, por lo que es efectivamente nuestra prueba irrefutable de que se trata de un agujero negro”, dijo Reines.

*Con información de Europa Press.