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Astrónomos han descubierto pruebas sólidas de la existencia del agujero negro supermasivo más cercano fuera de la Vía Láctea. Este agujero negro gigante se encuentra en la Gran Nube de Magallanes, uno de los vecinos galácticos más cercanos a la nuestra.
Para realizar este descubrimiento, los investigadores rastrearon las trayectorias con una precisión ultrafina de 21 estrellas en las afueras de la Vía Láctea. Estas estrellas viajan tan rápido que escaparán de las garras gravitacionales de la Vía Láctea o de cualquier galaxia cercana. Los astrónomos se refieren a ellas como estrellas “hiperveloces”.
De manera similar a cómo los expertos forenses recrean el origen de una bala basándose en su trayectoria, los investigadores determinaron de dónde provienen estas estrellas hiperveloces. Descubrieron que aproximadamente la mitad están vinculadas al agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Sin embargo, la otra mitad se originó en otro lugar: un agujero negro gigante previamente desconocido en la Gran Nube de Magallanes (LMC por sus siglas en inglés).
A LA VUELTA DE LA ESQUINA
“Resulta asombroso descubrir que tenemos otro agujero negro supermasivo a la vuelta de la esquina, cósmicamente hablando”, dijo en un comunicado Jesse Han, del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian (CfA), quien dirigió el nuevo estudio. “Los agujeros negros son tan sigilosos que éste ha estado prácticamente bajo nuestras narices todo este tiempo”.
Los investigadores encontraron este agujero negro secreto utilizando datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, un satélite que ha rastreado más de mil millones de estrellas en toda la Vía Láctea con una precisión sin precedentes. También utilizaron una mejor comprensión de la órbita de la LMC alrededor de la Vía Láctea obtenida recientemente por otros investigadores.
“Sabíamos que estas estrellas hiperveloces habían existido durante un tiempo, pero Gaia nos ha proporcionado los datos que necesitamos para averiguar de dónde provienen realmente”, dijo el coautor Kareem El-Badry de Caltech. “Al combinar estos datos con nuestros nuevos modelos teóricos sobre cómo viajan estas estrellas, hicimos este notable descubrimiento”.
Las estrellas hiperveloces se crean cuando un sistema estelar doble se acerca demasiado a un agujero negro supermasivo. La intensa atracción gravitatoria del agujero negro separa las dos estrellas, capturando una estrella en una órbita cercana a su alrededor. Mientras tanto, la otra estrella huérfana es expulsada a velocidades superiores a varios millones de millas por hora, y nace una estrella hiperveloz.
Un aspecto importante de la investigación del equipo fue una predicción de su modelo teórico de que un agujero negro supermasivo en la LMC crearía un cúmulo de estrellas hiperveloces en un rincón de la Vía Láctea debido a la forma en que la LMC se mueve alrededor de la Vía Láctea. Las estrellas expulsadas a lo largo de la dirección del movimiento de la LMC deberían recibir un impulso adicional en velocidad. De hecho, sus datos revelaron la existencia de un cúmulo de este tipo.
El equipo descubrió que las propiedades de las estrellas hiperveloces no pueden explicarse por otros mecanismos, como las estrellas expulsadas cuando sus compañeras sufren una explosión de supernova, o las estrellas expulsadas por un mecanismo como el descrito anteriormente para un sistema estelar doble, pero sin que intervenga un agujero negro supermasivo.
“La única explicación que podemos dar a estos datos es la existencia de un agujero negro monstruoso en nuestra galaxia vecina”, dijo el coautor Scott Lucchini, también del CfA. “Por lo tanto, en nuestro vecindario cósmico no es solo el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea el que expulsa estrellas de su galaxia”.
Utilizando las velocidades de las estrellas y el número relativo de estrellas expulsadas por la LMC y los agujeros negros supermasivos de la Vía Láctea, el equipo determinó que la masa del agujero negro de la LMC es aproximadamente 600.000 veces la masa del Sol. A modo de comparación, el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea tiene aproximadamente 4 millones de masas solares. En otras partes del universo hay agujeros negros supermasivos con miles de millones de veces más masa que el Sol.
Un artículo que describe estos resultados ha sido aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal. Una versión preliminar aparece en el servidor de preimpresión de arXiv.