Un agujero negro supermasivo, con aproximadamente un millón de veces la masa del Sol, acaba de revelar su posición de manera espectacular. Cuando una estrella que pasaba se desvió demasiado cerca, fue destrozada por el campo gravitatorio del agujero negro y liberó una enorme llamarada de luz. Ese destello de luz, un evento de disrupción de marea registrado por telescopios en la Tierra, fue llamado AT2024tvd, y su detección reveló algo muy peculiar sobre la galaxia a 600 millones de años luz de distancia en la que tuvo lugar el evento.
El agujero negro responsable, según un equipo de astrónomos dirigido por Yuhan Yao, de la Universidad de California en Berkeley, es un errante, desvinculado del núcleo de una galaxia. Ni siquiera se encuentra en una órbita binaria con el agujero negro supermasivo que se encuentra en el corazón de la galaxia anfitriona.
“AT2024tvd es el primer evento de disrupción de marea (TDE por sus siglas en inglés) capturado mediante estudios ópticos del cielo, y abre toda la posibilidad de descubrir esta esquiva población de agujeros negros errantes con futuros estudios del cielo”, dice Yao.
Hasta el momento, los teóricos no han prestado mucha atención a los TDE descentrados. Creo que este descubrimiento motivará a los científicos a buscar más ejemplos de este tipo de evento.
Los agujeros negros, cuando simplemente acechan en el espacio, son muy difíciles de detectar, especialmente en otras galaxias. No emiten ninguna radiación que podamos detectar actualmente, y esa es nuestra principal herramienta para estudiar el cosmos. Podemos detectar pares de agujeros negros mediante ondas gravitacionales cuando chocan entre sí, pero un agujero negro solitario e inactivo es invisible.
Hay una excepción. Cuando algo se acerca lo suficiente, las poderosas fuerzas de marea dentro del campo gravitatorio del agujero negro lo desgarran y lo lanzan en espiral más allá del horizonte de sucesos. Este proceso, conocido como disrupción de marea, emite una llamarada de luz a través del espectro electromagnético que podemos detectar a millones o miles de millones de años luz de distancia y deconstruir para comprender el agujero negro responsable.
AT2024tvd fue precisamente una de esas llamaradas, detectada por primera vez el 25 de agosto de 2024 por la Instalación de Transiciones Zwicky, un estudio del cielo de amplio campo diseñado para captar eventos transitorios como supernovas y TDE. Los astrónomos le dieron seguimiento rápidamente, utilizando radiotelescopios, telescopios ópticos y de rayos X para capturar la mayor cantidad posible de luz del evento.
Yao y sus colegas lograron rastrear el evento hasta un punto en el cielo a 600 años luz de distancia, donde, convenientemente, también se encuentra una gran galaxia. Sin embargo, aunque su análisis reveló que un agujero negro supermasivo, con una masa de entre 100.000 y 10 millones de soles, era el centro galáctico el punto de la galaxia donde se originó la llamarada.
Esto es realmente interesante. Los agujeros negros supermasivos suelen encontrarse en el centro de las galaxias, el núcleo gravitacional alrededor del cual gira todo el conjunto. Sin embargo, la galaxia anfitriona de AT2024tvd ya alberga un agujero negro supermasivo en su centro, uno de unos 100 millones de masas solares. Ahora bien, hay centros galácticos que tienen dos o más agujeros negros supermasivos, atrapados en una danza gravitacional que un día los verá fusionarse para formar un agujero negro aún más grande.
Sin embargo, los dos agujeros negros supermasivos de la galaxia en cuestión no están unidos gravitacionalmente en un sistema binario. Están separados por una distancia de unos 2600 años luz, y el más pequeño simplemente se mueve lentamente en el bulbo galáctico.
Las galaxias ganan agujeros negros supermasivos adicionales cuando chocan con otras galaxias; con el tiempo, los dos agujeros negros supermasivos en sus centros se encuentran, momento en el que los vemos unidos como un sistema. La presencia de un segundo agujero negro supermasivo en esta galaxia en particular significa que, en algún momento de su pasado, se fusionó con otra galaxia.
Lo que desconocemos es si está entrando o saliendo del centro galáctico. Es muy posible que el centro ya albergue un sistema binario. De ser así, el tercer agujero negro pudo haber estado entre ellos y haber sido expulsado por una interacción de tres cuerpos.
O podríamos haberlo detectado en una trayectoria de entrada hacia el centro, donde entrará en una interacción binaria con el agujero negro que ya se encuentra allí. Cualquier escenario es posible.
Una forma de comprender mejor esta configuración de agujeros negros es encontrar más galaxias que tengan agujeros negros supermasivos dispersos de forma similar. Esta investigación, según el equipo, ofrece una posible vía para lograrlo.
“Los eventos de disrupción de marea son muy prometedores para esclarecer la presencia de agujeros negros masivos que de otro modo no podríamos detectar”, afirma el astrónomo Ryan Chornock de la Universidad de California en Berkeley. “Los teóricos han predicho que debe existir una población de agujeros negros masivos ubicados lejos de los centros de las galaxias, pero ahora podemos usar las disrupciones de marea para encontrarlos”.
La investigación ha sido aceptada en The Astrophysical Journal Letters y está disponible en arXiv.
Fuente: Science Alert.
