Los agujeros negros supermasivos, objetos celestes con masas superiores a un millón de veces la del Sol, siguen siendo uno de los mayores enigmas del cosmos. Estos gigantes oscuros, ubicados en el centro de la mayoría de las galaxias, tienen un origen que ha intrigado a los científicos durante décadas. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Nevada, Las Vegas (UNLV), ha encontrado evidencia convincente de que el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, conocido como Sagitario A* (Sgr A*), es probablemente el resultado de una fusión cósmica en el pasado.

El estudio, publicado en la revista Nature Astronomy, se basa en observaciones recientes del Telescopio del Horizonte de Sucesos (Event Horizon Telescope o EHT), que capturó la primera imagen directa de Sgr A* en 2022. El EHT, fruto de una colaboración global de investigación, sincroniza datos de ocho observatorios de radio distribuidos por todo el mundo para crear un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. Esta capacidad única de observación ha permitido a los científicos explorar los detalles más íntimos de Sgr A*, aportando una nueva perspectiva sobre su posible origen.

Los astrofísicos de UNLV, Yihan Wang y Bing Zhang, aprovecharon los datos del EHT para buscar pruebas sobre cómo pudo haberse formado Sgr A*. Los agujeros negros supermasivos se creen que crecen por dos vías principales: la acreción de materia a lo largo del tiempo o la fusión de dos agujeros negros existentes. El equipo de UNLV investigó varios modelos de crecimiento para comprender el giro peculiar y la desalineación de Sgr A* en relación con el momento angular de la Vía Láctea. Su investigación demostró que estas características inusuales se explican mejor por un evento de fusión mayor que involucró a Sgr A* y otro agujero negro supermasivo, probablemente proveniente de una galaxia satélite.

La colaboración Event Horizon Telescope (EHT), que produjo la primera imagen de nuestro agujero negro de la Vía Láctea publicada en 2022, ha captado una nueva visión del enorme objeto situado en el centro de nuestra Galaxia: su aspecto en luz polarizada
La colaboración Event Horizon Telescope (EHT), que produjo la primera imagen de nuestro agujero negro de la Vía Láctea publicada en 2022, ha captado una nueva visión del enorme objeto situado en el centro de nuestra Galaxia: su aspecto en luz polarizada. Crédito: EHT Collaboration

Según Wang, autor principal del estudio y becario postdoctoral en el NCfA de UNLV, este descubrimiento abre el camino para entender cómo crecen y evolucionan los agujeros negros supermasivos. Wang añade que el giro alto desalineado de Sgr A* indica que pudo haberse fusionado con otro agujero negro, alterando drásticamente su amplitud y orientación de giro.

Para probar esta hipótesis, los investigadores utilizaron simulaciones sofisticadas que modelaron el impacto de una fusión, considerando diversos escenarios que se alinean con las propiedades observadas de giro de Sgr A*. Sus resultados indican que una fusión con una proporción de masas de 4:1 y una configuración orbital altamente inclinada podría reproducir las propiedades de giro observadas por el EHT. Este análisis sugiere que la fusión ocurrió hace aproximadamente 9 mil millones de años, coincidiendo con la fusión de la Vía Láctea con la galaxia Gaia-Enceladus. Zhang, profesor distinguido de física y astronomía en UNLV y director fundador del NCfA, explica que este evento no solo proporciona evidencia de la teoría jerárquica de fusión de agujeros negros, sino que también arroja luz sobre la historia dinámica de nuestra galaxia.

Sgr A*, situado a más de 27.000 años luz de la Tierra en el centro de la Vía Láctea, representa un laboratorio natural para estudiar estos fenómenos astronómicos. Herramientas avanzadas como el EHT proporcionan imágenes directas que permiten a los científicos poner a prueba teorías predictivas sobre la evolución y crecimiento de los agujeros negros. La capacidad de estudiar estos procesos con un nivel de detalle sin precedentes es crucial para avanzar en nuestra comprensión de la astrofísica.

Los investigadores destacan que los hallazgos del estudio tendrán implicaciones significativas para futuras observaciones con detectores de ondas gravitacionales en el espacio, como la Antena Espacial de Interferometría Láser (LISA), que se espera lanzar en 2035. LISA está diseñada para detectar fusiones de agujeros negros supermasivos similares en todo el universo, proporcionando una nueva ventana para observar estos eventos cósmicos a escalas nunca antes vistas.

La perspectiva de utilizar LISA para detectar fusiones de agujeros negros supermasivos abre una nueva era en la astrofísica. Hasta ahora, los telescopios de ondas gravitacionales terrestres como LIGO y Virgo han detectado fusiones de agujeros negros de masa estelar y estrellas de neutrones, pero no de agujeros negros supermasivos. Con la capacidad de LISA de observar en longitudes de onda más largas, los científicos esperan descubrir una plétora de nuevos eventos que revelarán detalles aún más profundos sobre la evolución de las galaxias y los agujeros negros que residen en sus centros.

FUENTES

University of Nevada, Las Vegas

Wang, Y., Zhang, B. Evidence of a past merger of the Galactic Centre black hole. Nat Astron (2024). doi.org/10.1038/s41550-024-02358-w

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