A unos 5 mil millones de años luz de distancia de donde estás sentado, en una de las galaxias más masivas registradas, existe un asombroso agujero negro. Solo fue medido por científicos que lograron mirar a través del tejido del espacio-tiempo deformado, y parece tener una masa equivalente a la de 36 mil millones de soles.
Sí, mil millones.
«Este es uno de los 10 principales más masivos agujeros negros Alguna vez descubierto, y posiblemente el más masivo «, Thomas Collett, autor de estudio y profesor de la Universidad de Portsmouth en Inglaterra, en un declaración.
Más específicamente, el agujero negro se encuentra en una de las dos galaxias que componen el sistema de herradura cósmico y es lo que se conoce como un agujero negro «latente». Esto significa que es un agujero negro relativamente tranquilo; No está activamente mordiendo la materia en su entorno, a diferencia de un agujero negro activo que está acumulando la materia de un disco que lo rodea, conocido como disco de acreción. El agujero negro en el centro de nuestro vía Láctea galaxia, Sagitario a*también es un agujero negro latente, pero, para el contexto, solo sostiene la masa de aproximadamente 4.15 millón soles.
El hecho de que el agujero negro cósmico de herradura se encuentre en una galaxia tan masiva y que Sagitario A* se encuentra en nuestra Vía Láctea de tamaño más modesto probablemente no sea una coincidencia. De hecho, el equipo detrás de la nueva medición espera aprender más sobre la conexión de tamaño aparente entre los agujeros negros supermasivos y sus galaxias matriz.
«Creemos que el tamaño de ambos está íntimamente vinculado», dijo Collett, «porque cuando crecen las galaxias pueden canalizar la materia en el agujero negro central. Parte de esta materia crece el agujero negro, pero muchas de ellas brilla en una fuente increíblemente brillante llamada quasar. Estos cuásares arrojan grandes cantidades de energía en sus galaxias anfitrionas, que detiene los gases de gas en nuevas estrellas».
Esto nos lleva a otro aspecto clave de los hallazgos del equipo: para empezar, la forma en que se midió este agujero negro.
El equipo de investigación pudo utilizar un enfoque único que no depende de que el agujero negro sea acumulando activamente. Sin alimentación activa, los agujeros negros pueden esconderse detrás del velo del cosmos. Es la acumulación en sí la que generalmente regala estos objetos. Tal conmoción produce muchas emisiones, como radiografías, en las que los científicos aquí Tierra puede detectar. Naturalmente, también es mucho más fácil medir las masas precisas de agujeros negros a través de tales emisiones.
Sin embargo, hay una característica de los agujeros negros que incluso los inactivos no pueden suprimir: su inmenso atracción gravitacional. Y cuanto mayor es la atracción gravitacional, mayor es la urdimbre en el espacio-tiempo, según lo predicho por Albert EinsteinLa teoría general de la relatividad.
Donde entra Einstein
En pocas palabras, la famosa teoría de la relatividad general de Albert Einstein explica la verdadera naturaleza de la gravedad. Sugiere que la gravedad no es una propiedad intrínseca y esquiva de un objeto que derriba las cosas. En otras palabras, la Tierra en sí no nos está tirando al suelo. Más bien, la relatividad general establece que los objetos con masa (todos los objetos, incluidos usted y yo) deforman el tejido de cuatro dimensiones del espacio-tiempo, y estas deformaciones influyen en el movimiento de otros objetos atrapados en los pliegues.
Por ejemplo, imagina un trampolín en el que coloca una pelota. Esa pelota deformaría el trampolín hacia adentro. Ahora, imagine colocar una pelota más pequeña en el trampolín. Esa bola más pequeña también caería hacia adentro, a lo largo de la tela del trampolín deformada y se sentaría justo al lado de la pelota original. El trampolín en este caso es espacio-tiempo, la pelota original es tierra y la pelota más pequeña eres tú.
La gran advertencia en esta analogía, sin embargo, es que este trampolín existe en tres dimensiones. Tendríamos que escalar esto hasta el universo de cuatro dimensiones para que comience a representar la realidad con mayor precisión, pero nuestros cerebros tienen dificultades para comprender esa dimensión visualmente.
Es importante destacar que las nuevas medidas del equipo, algo que surge del espacio-tiempo deformado (en la cuarta dimensión, recuerde) es que la materia física no es lo único afectado por las deformaciones. La luz también se ve afectada, y eso incluye la luz que emana de las galaxias, como la otra galaxia en la herradura cósmica. Este es el efecto que el equipo de estudio logró aprovechar al detectar el agujero negro recientemente confirmado. La luz de la galaxia de fondo del sistema de herradura cósmica se deformó mientras viajaba más allá de la galaxia en primer plano que contiene agujero negro.
El sistema cósmico de herradura es en realidad un ejemplo icónico de este efecto, que se llama lente gravitacional. Este sistema no solo tiene una versión sólida de este efecto, sino que cada galaxia involucrada está perfectamente alineada de modo que la galaxia de fondo de guerra ligera aparece como un anillo casi perfecto alrededor de la galaxia en primer plano. Cuando esto sucede, se llama un «Anillo de einstein. «Entonces, estamos viendo un anillo de Einstein» casi «en este caso. Es más como … ¿una herradura de Einstein?
Después de combinar esas mediciones de lentes gravitacionales con mediciones de estrellas en la vecindad que parecía estar creciendo a altas velocidades, los investigadores sabían que estaban en algo. Aunque los científicos han sugerido previamente un agujero negro monstruo acecha en el sistema de herradura cósmica, la evidencia concreta del objeto y de su tamaño preciso no estaba disponible hasta ahora.
«Detectamos el efecto del agujero negro de dos maneras: está alterando el camino que toma la luz, ya que viaja más allá del agujero negro y está causando que las estrellas en las regiones internas de su galaxia anfitriona se muevan extremadamente rápido (casi 400 km/s)», dijo Collet. «Al combinar estas dos medidas, podemos estar completamente seguros de que el agujero negro es real».
«Su detección se basó exclusivamente en su inmenso atracción gravitacional y el efecto que tiene en su entorno», Carlos Melo, autor principal de estudio y Ph.D. El candidato de la Universidada Federal Do Rio Grande do Sul en Brasil, dijo en el comunicado. «Lo que es particularmente emocionante es que este método nos permite detectar y medir la masa de estos agujeros negros ultramassivos ocultos en todo el universo, incluso cuando están completamente en silencio».
¿Qué sigue?
Hay bastantes maneras de avanzar en este trabajo, uno de los cuales es, como se mencionó, para revelar el vínculo entre el tamaño de la galaxia y el tamaño de los agujeros negros supermasivos, pero otro podría ser concentrarse en el agujero negro de herradura cósmica solo y aprender cómo se volvió tan gigantesco.
La herradura cósmica es lo que se conoce como un «grupo fósil», que se refiere a la etapa final de las «estructuras más grandes gravitacionales en el universo, que surgen cuando se han derrumbado a una sola galaxia extremadamente masiva, sin compañeros brillantes», según la declaración.
La Vía Láctea y la Galaxias de Andrómeda probablemente se convertirán en un grupo fósil algún día, ya que probablemente estén en el camino para colisionar en algún lugar en el futuro lejano. Ese accidente ha sido recientemente ha sido puesto en dudapero sigue siendo una posibilidad. No obstante, la herradura cósmica podría muy bien ser un vistazo a la era final de nuestro reino.
«Es probable que todos los agujeros negros supermasivos que estaban originalmente en las galaxias complementarias también se hayan fusionado para formar el agujero negro ultramasivo que hemos detectado», dijo Collett. «Así que estamos viendo el estado final de la Formación de Galaxy y el estado final de la formación de agujeros negros».
El papel del equipo fue publicado el 7 de agosto en la revista avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
