NASA: se encontraron tres agujeros negros en curso de colisión

A unos mil millones de años luz de la Tierra, los astrónomos descubrieron un trío de agujeros negros. Estos se encuentran en una colisión titánica de tres galaxias. Para poder «ver» este sistema inusual, fue necesario combinar varios observatorios en la Tierra y tres telescopios de la NASA.

Este sistema se conoce como SDSS J084905. 51+111447.2 (o SDSS J0849+1114).

Sorprendente revelación de un sistema triple de agujeros negros supermasivos
Este evento fue descubierto cuando el objetivo ni siquiera era buscar este evento. Según el investigador Ryan Pfeifle de la Universidad George Mason, el equipo de astrónomos buscaba otro tipo de agujeros negros. Sin embargo, estos fueron sorprendidos por este descubrimiento fenomenal.

Estábamos buscando pares de agujeros negros y aún así, a través de nuestra técnica de selección, nos encontramos con este sistema increíble. Esta es la evidencia más fuerte jamás encontrada de un sistema triple de agujeros negros supermasivos activos.

Explicó Pfeifle, primer autor de un nuevo artículo publicado en la revista The Astrophysical Journal que describe estos resultados.

Resultados posibles con una combinación de telescopios de la NASA

Para descubrir este raro grupo, los investigadores tuvieron que combinar datos de telescopios en tierra y espacio. Primero, el telescopio SDSS (Sloan Digital Sky Survey), que barre grandes franjas del cielo en lo visible, situado en el estado estadounidense de Nuevo México, fotografió SDSS J0849+1114. Con la ayuda de científicos ciudadanos, que participan en un proyecto llamado Galaxy Zoo, ha sido etiquetado como un sistema de galaxias en colisión.

Los datos de la misión Exploradora de la NASA revelaron que el sistema brillaba intensamente en el infrarrojo durante una fase de fusión galáctica en la que se espera que más de uno de los agujeros negros se alimente rápidamente. Para seguir estas pistas, los astrónomos se volvieron a Chandra y LBT (Large Binocular Telescope) en Arizona.

Los datos de Chandra revelaron fuentes de rayos X una señal reveladora de material para ser consumido por los agujeros negros. Como se ha mostrado, estos fueron encontrados en los brillantes centros de cada galaxia fusionada. Así que ahí es exactamente donde los científicos esperan que los agujeros negros supermasivos vivan.

Por otra parte, Chandra y NusTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA también encontraron evidencias de grandes cantidades de gas y polvo alrededor de uno de los agujeros negros, típico de un sistema de fusión como este.

Gas y polvo ocultan de nuestros ojos la existencia de estos agujeros negros
Mientras tanto, los datos del SDSS y el LBT mostraron firmas espectrales características de material siendo consumido por los tres agujeros negros supermasivos.

Los espectros ópticos contienen mucha información sobre una galaxia. Se usan frecuentemente para identificar agujeros negros supermasivos en acreción activa y pueden reflejar el impacto que tienen en las galaxias que habitan.

Mencionó a la coautora Christina Manzano-King de la Universidad de California En Riverside.

Una de las razones por las que es difícil encontrar un trío de agujeros negros supermasivos es que probablemente estén envueltos en gas y polvo. Así, los elementos bloquean gran parte de su luz. Las imágenes infrarrojas de WISE, los espectros infrarrojos de LBT y las imágenes de Rayos X de Chandra ignoran este problema porque la luz infrarroja y los rayos X penetran nubes de gas mucho más fácilmente que la luz óptica.

Usando estos importantes observatorios, descubrimos una nueva forma de identificar agujeros negros supermasivos triples. Cada telescopio nos da una pista diferente de lo que está pasando en estos sistemas. Esperamos ampliar nuestro trabajo para encontrar más triples usando la misma técnica.

Los agujeros negros dobles y triples son extremadamente raros.

Tres agujeros negros supermasivos en fusión se comportan de manera diferente a un solo par. Cuando hay tres agujeros negros en interacción, un par debe fusionarse en un agujero negro mucho más rápido que si los dos estuvieran solos.

De este modo, podría encontrarse una solución a un enigma teórico llamado «problema del parsec final». Según este enigma, dos agujeros negros supermasivos pueden acercarse unos años luz el uno al otro, pero necesitarían una fuerza extra para fundirse debido al exceso de energía que transportan en sus órbitas. La influencia de un tercer agujero negro, como en SDSS J0849+1114, puede finalmente reunirlos.

Simulaciones de computadora mostraron que el 16% de los pares de agujeros negros supermasivos en galaxias colisionadas interactuaron con un tercer agujero negro supermasivo antes de fundirse. Así, estas fusiones habrán producido ondas en el espacio-tiempo llamadas ondas gravitacionales.

Estas ondas tendrán frecuencias más bajas que el láser Interferometer Gravitational-wave Observatory de la NSF, y el detector de ondas gravitacionales europeas Virgo puede detectarlas. Sin embargo, pueden detectarse con observaciones de radio pulsares, así como con observatorios espaciales futuros, como LISA (láser Interferometer Space Antenna) de la ESA, que detectará agujeros negros de hasta un millón de masas solares.