Agujero negro (supermasivo) a la fuga

Si empiezo por contar que existe un lugar del universo donde un agujero negro se aleja del centro de su galaxia a una velocidad de 7,6 millones de kil¨®metros por hora, o aproximadamente 2.000 kil¨®metros por segundo, seguro que m¨¢s de una persona al menos levantar¨ªa las cejas. El agujero negro supermasivo del que vamos a hablar hoy tiene otra peculiaridad: no se encuentra en el centro de su galaxia. Adem¨¢s, el objeto en cuesti¨®n tiene una masa de varios millones de veces la del Sol, es mucho m¨¢s grande, mil veces m¨¢s, que Sagitario A*, nuestro agujero negro, al que le acabamos de hacer una foto.

Los agujeros negros supermasivos en principio pertenecen al centro de las galaxias; ese es su lugar. Ah¨ª es donde deber¨ªan estar si no sucede algo inusual. Su presencia forma parte del mecanismo por el que crecen las galaxias. La gravedad hace que estas estructuras masivas formadas por miles de millones de estrellas, gas y materia oscura que son las galaxias se acerquen unas a otras hasta que inevitablemente se fusionan. En el proceso se funden tambi¨¦n los agujeros negros supermasivos que contienen. La galaxia pasa a ser una m¨¢s grande y el agujero negro se queda en su coraz¨®n.

Los modelos te¨®ricos de este proceso predicen que es posible que, en el evento de fusi¨®n, el agujero negro supermasivo salga literalmente disparado a velocidades que pueden alcanzar los 5.000 km por segundo. Como resultado, ver¨ªamos a la bestia supermasiva desplazada del centro gravitatorio de la galaxia resultante. Y eso, precisamente, es lo que se ha observado en el monstruoso (por grande, no por deforme) objeto protagonista de nuestra historia. El quasar 3C 186 no est¨¢ donde deber¨ªa, en el centro de la galaxia a la que pertenece. De hecho, es el m¨¢s masivo detectado fuera de lugar.

Un quasar es la huella m¨¢s energ¨¦tica de un agujero negro supermasivo. Es muy brillante, a menudo incluso m¨¢s que la galaxia a la que pertenece, y emite energ¨ªa a expensas de la materia de la que se est¨¢ alimentando el disco que le rodea. Cuando m¨¢s materia traga, ya sea gas o estrellas, m¨¢s brilla. Pues bien, combinando observaciones obtenidas con el Hubble, Chandra, NOEMA y Sloan se ha determinado que 3C 186 se encuentra desplazado unos 24.000 a?os luz del centro de su galaxia. Para poner las cosas en perspectiva, nosotros estamos a unos 28.000 a?os luz del centro de la V¨ªa L¨¢ctea, en el caso que nos ocupa ser¨ªa como tener a Sagitario A* de vecino aqu¨ª al lado.

La energ¨ªa necesaria para mover algo tan grande como un agujero negro supermasivo es descomunal. En este caso ser¨ªa el equivalente a cientos de millones de veces la energ¨ªa emitida en los eventos m¨¢s energ¨¦ticos que se conocen, las explosiones de supernova. Pero no es de supernovas de donde proviene la energ¨ªa, sino de la emisi¨®n de ondas gravitatorias.

Para que se produzca la fusi¨®n de agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias, primero, los dos objetos son arrastrados al centro de la nueva galaxia, donde se convierten en un sistema binario, doble, que va perdiendo energ¨ªa al girar uno en torno al otro. Cuando est¨¢n lo suficientemente cerca, que es lo mismo que decir que han perdido suficiente energ¨ªa, comienzan a emitir ondas gravitatorias hasta que eventualmente los dos agujeros negros acaban por fundirse. Las ondas gravitatorias son esas perturbaciones en el espacio-tiempo que se producen cuando dos objetos masivos y compactos colisionan. El caso es que, dependiendo de la orientaci¨®n de los ejes de giro de los agujeros negros que se est¨¢n fusionando y de sus masas, el agujero negro resultado de la fusi¨®n puede recibir un impulso de retroceso similar al que se experimenta al disparar uno de esos infames inventos creados por el ser humano: un rifle.

El descubrimiento en torno al quasar 3C186 constituye un ejemplo perfecto de c¨®mo funciona el m¨¦todo cient¨ªfico. Seg¨²n Karl Popper, solo es posible probar que una teor¨ªa cient¨ªfica es falsa, no se puede probar que es verdadera. Por tanto, hay que dise?ar un rango de experimentos que permitan verificar que la explicaci¨®n que se ha dado al rango de observaciones inusuales encontradas para 3C186 es falsa y ah¨ª est¨¢n trabajando con nuevas medidas del fen¨®meno para conseguirlo.

Ya hemos detectado bastantes eventos de fusi¨®n de objetos tan densos como agujeros negros, aunque solo de tama?o estelar por ahora. Hasta que tengamos interfer¨®metros capaces de detectar ondas gravitatorias en el espacio como LISA o antenas de radio capaces de detectar pulsar timing arrays (matriz de temporizaci¨®n de p¨²lsar), la confirmaci¨®n directa de que la fusi¨®n de agujeros negros supermasivos ocurre realmente en el centro de las galaxias tendremos que conformarnos con objetos del tipo de 3C186 y su extra?a localizaci¨®n. La teor¨ªa, de momento, se sostiene, pero mant¨¦ngase en sinton¨ªa.

Eva Villaver es investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas y del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA).

Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de un ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La secci¨®n la integran Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez, investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa; Patricia S¨¢nchez Bl¨¢zquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa.

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