Descubren un agujero negro que es casi 33 mil millones de veces más masivo que el Sol.

Un equipo de astrónomos ha descubierto uno de los agujeros negros más grandes jamás encontrados en el universo.

​

Una ilustración de un agujero negro que muestra cómo el campo gravitacional deforma la luz que viaja desde detrás del agujero negro. Crédito: ESA/Hubble, Digitized Sky Survey, Nick Risinger, N. Bartmann.

En una galaxia en el centro de un cúmulo masivo llamado Abell 1201, a unos 2.700 millones de años luz de distancia, acecha un verdadero coloso cósmico. No contento con ser supermasivo, el monstruo es un agujero negro ultramasivo, con alrededor de 32,7 mil millones de veces la masa del Sol.

«Este agujero negro en particular es uno de los más grandes jamás detectados y está en el límite superior de cuán grandes creemos que pueden llegar a ser teóricamente los agujeros negros, por lo que es un hallazgo extremadamente emocionante», explicó el físico James Nightingale de la Universidad de Durham en el Reino Unido.

Lente gravitacional.

Hay muchos agujeros negros en el universo, pero a menos que estén acumulando material activamente —un proceso que produce una gran cantidad de luz a medida que el material se calienta antes de caer en el agujero negro—, no son fáciles de detectar. Los agujeros negros en sí mismos no emiten luz que podamos ver, por lo que debemos encontrarlos buscando el efecto que tienen en las cosas que los rodean.

Una forma en que podemos encontrar estos agujeros negros es buscando un efecto llamado lente gravitacional. Esto ocurre cuando el propio espacio-tiempo es deformado por la masa —imagine el espacio-tiempo como una lámina de goma y la masa como un peso pesado sobre ella—. Cualquier luz que viaje a través de esa región del espacio-tiempo tiene que hacerlo a lo largo de una trayectoria curva, y eso puede parecer muy interesante para quien observa desde lejos.

​

Esquema de trayectorias de luz en una lente gravitatoria. Las imágenes de objetos distantes adquieren forma de arcos rodeando el objeto masivo intermedio. ​

La luz se deforma, se estira y —a menudo— se magnifica, lo que significa que recibimos imágenes distorsionadas de objetos en el fondo, como galaxias distantes. Esta masa de lente puede ser pequeña, como un agujero negro de masa estelar, en cuyo caso el fenómeno se conoce como microlente; o grande, como un cúmulo de galaxias. Los astrónomos pueden estudiar esta luz distorsionada para probar las propiedades de la masa de la lente.

La galaxia central, o el cúmulo de galaxias más brillante (BCG) de Abell 1201, es una elíptica difusa conocida como una fuerte lente gravitatoria. Una galaxia mucho más allá de la BCG aparece junto a ella como una mancha alargada, como una ceja que envuelve estrechamente su periferia. Esta mancha fue descubierta en 2003; en 2017, los astrónomos encontraron una segunda mancha más débil, incluso más cerca del centro galáctico.

​

Esta vista espectroscópica de Abell 1201 BCG muestra claramente la galaxia con lente alrededor como una mancha en el cuadrante superior derecho. Crédito: Smith et al., MNRAS, 2017. ​

Esto implica, propusieron los astrónomos, la presencia de un agujero negro muy grande en el centro del BCG, pero los datos disponibles no eran lo suficientemente detallados para resolver la masa central o revelar más sobre lo que había allí.

Ultramasivo.

Nightingale y sus colegas no solo tuvieron acceso a observaciones más recientes, sino que idearon las herramientas para comprenderlas. Realizaron cientos de miles de simulaciones de luz moviéndose a través del universo, alterando la masa del agujero negro en el centro de la galaxia, buscando resultados que repliquen la lente que observamos con Abell 1021 BCG.

​

Las imágenes observadas (columna izquierda), imágenes del modelo de plano de imagen de la lente y las galaxias fuente (columna central izquierda), residuos normalizados (columna central derecha) y un acercamiento de estos residuos cerca de la contraimagen (columna derecha) son exhibidos. Crédito: J.W. Nightingale et al. ​

Todos menos uno de sus modelos prefirieron un agujero negro masivo en el centro de la galaxia; y el mejor ajuste para la masa de ese agujero negro era 32,7 mil millones de veces la masa del Sol. Eso lo empuja al territorio ultramasivo, agujeros negros más masivos que 10 mil millones de soles y cerca del límite superior teórico para masas de agujeros negros de 50 mil millones de soles.

También es una masa que coloca al agujero negro de Abell 1021 BCG entre los 10 agujeros negros más masivos que hemos descubierto hasta la fecha. El diámetro del horizonte de eventos abarcaría más de 1.290 unidades astronómicas. Por contexto, la distancia de Plutón al Sol es de apenas 40 unidades astronómicas. Es alucinante pensar en ello.

​

Las propiedades de Abell 1201 como lente gravitacional son bastante especiales, y es posible que la medición detallada de la masa del agujero negro en el BCG no sea tan factible en otras circunstancias, pero el equipo de Nightingale confía en que sus métodos son prometedores para detectar y pesar otros agujeros negros en el universo distante

«Las lentes gravitacionales hacen posible estudiar agujeros negros inactivos, algo que actualmente no es posible en galaxias distantes», dijo Nightingale. «Este enfoque podría permitirnos detectar muchos más agujeros negros más allá de nuestro universo local y revelar cómo estos objetos exóticos evolucionaron más atrás en el tiempo cósmico».

Y tal vez ofrecer algunas pistas sobre cómo logran crecer tanto como lo hacen. La investigación ha sido publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fuente: https://www.durham.ac.uk/news-event...-one-of-the-biggest-black-holes-ever-found--/