Agujero negro expulsado de su galaxia madre

H. Steinle
mpe.mpg.de
Traducido por Ciencia Kanija
29/04/08

Un cohete gravitatorio propulsó el monstruo a la velocidad de miles de kilómetros por segundo.

Debido a un enorme estallido de ondas gravitatorias que acompañan a la fusión de dos agujeros negros el agujero negro recientemente formado fue expulsado de su galaxia. Este extremo evento de expulsión, el cual había sido predicho por los teóricos, ha sido observado en la naturaleza por primera vez. El equipo liderado por Stefanie Komossa del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre (MPE) abrió de esta forma una nueva ventana a la astrofísica observacional. El descubrimiento tendrá consecuencias la gran alcance para nuestra comprensión de la formación de galaxias y evolución en los inicios del universo, y también proporciona una confirmación observacional a una predicción clave de la Teoría General de la Relatividad (Astrophysical Journal Letters, 10 de mayo de 2008).

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Cuando se fusionan dos agujeros negros, las ondas de radiación gravitatoria se propagan a través de la galaxia a la velocidad de la luz. Debido a que estas ondas son emitidas principalmente en una dirección, el propio agujero negro es empujado en la dirección opuesta, de forma similar al retroceso que acompaña al disparo de un rifle o al lanzamiento de un cohete. El agujero negro es lanzado desde su posición normal en el núcleo de la galaxia. Si la velocidad de la patada es lo suficientemente grande, el agujero negro puede escapar completamente de la galaxia.

El descubrimiento del equipo del MPE verifica, por primera vez, que estos eventos extremos ocurren en la realidad; hasta ahora sólo había sido simuladores en supercomputadores. El agujero negro en retroceso captó la atención de los astrofísicos por su alta velocidad - 2650 km/s – el cual se midió a través de las amplias líneas de emisión de gas alrededor del agujero negro. A esta velocidad, uno podría viajar desde Nueva York a Los Ángeles en menos de dos segundos. Debido a este tremendo poder de retroceso del agujero negro, cuya masa es de varios cientos de millones de masa solares, fue catapultado fuera del núcleo de su galaxia madre.

Además de las líneas de emisión del gas ligadas al agujero negro en retroceso, los astrónomos también quedaron impactados por un conjunto de líneas de emisión notablemente estrechas originadas a partir del gas dejado tras de sí en la galaxia. Este gas ha sido excitado por la radiación procedente del agujero negro.

El gas que se mueve con el agujero – el conocido como gas del disco de acreción – continúa “alimentando” al agujero negro durante millones de años. En el proceso de ser acretado, este gas brilla en rayos-X. De hecho el equipo de Komossa también detectó esta emisión de rayos-X desde el disco alrededor de agujero negro a una distancia de 10 mil millones de años luz: por casualidad la región estaba siendo barrida por el satélite ROSAT, y en el extremo del campo visual en una fuente de rayos-X se descubrió la posición de lo que correspondía a la lejana galaxia.

El nuevo descubrimiento es también importante debido a que demuestra de forma indirecta que los agujeros negro efectivamente se fusionan y que estas fusiones a veces están acompañadas a veces de grandes patada. Este proceso ha sido propuesto en teoría, pero nunca antes se había confirmado a través de la observación directa. Otra implicación del este descubrimiento es que debe haber galaxias sin agujeros negros en su núcleo – de la misma forma que hay agujeros negros que flotan en el espacio entre las galaxias. Esto genera nuevas preguntas a los científicos: ¿Las galaxias y los agujeros negro se formaron y evolucionaron juntos en los inicios del universo? ¿O hubo una población de galaxias que fue privada de sus agujeros negros centrales? Y si es así, ¿En qué se diferencia la evolución de estas galaxias de las que mantuvieron sus agujeros negros?

En una estrella interacción entre teoría y observación, los astrofísicos se preparan para contestar a estas preguntas. Distintos detectores en la Tierra y el espacio, por ejemplo el interferómetro espacial LISA, serán puestos sobre la pista de las ondas gravitatorias. El descubrimiento del equipo del MPE proporcionará un nuevo ímpetu para que los teóricos desarrollen nuevos modelos para las superpatadas y sus consecuencias para la evolución de los agujeros negros y las galaxias.