Los agujeros negros parecen estar de moda. En un nuevo estudio realizado a partir de observaciones realizadas con el telescopio espacial Hubble, un grupo de investigadores ha conseguido pesar el que habita el interior de una de las dos galaxias que forman el objeto denominado Herradura Cósmica. El resultado: nada más y nada menos que 36.000 millones de veces la masa solar, un valor que se acerca a lo que, según los modelos teóricos, sería el límite estimado para un agujero negro.
En los últimos años se han podido identificar diversos agujeros negros con masas extraordinarias, cada uno de ellos candidato a convertirse en el más masivo jamás detectado. Pero las imprecisiones inherentes a los mecanismos de análisis empleados han impuesto importantes incertidumbres en los valores calculados.
Ahora, con el agujero negro supermasivo hallado en la Herradura Cósmica, los científicos no sólo han encontrado un nuevo contendiente para reclamar el récord del más pesado, sino que también han podido obtener su masa con un grado de precisión muy superior al empleado en los anteriores descubrimientos.
Un anillo cósmico
Tal como predice la relatividad general de Einstein, la luz de un objeto situado en segundo plano se deforma cuando, para llegar a nuestros instrumentos, debe atravesar una región del espacio en la que se concentra mucha masa. Este efecto actúa como una lupa de aumento, y acostumbra a generar diversas copias distorsionadas de galaxias que se hallan tan lejanas que, de otra forma, sería imposible percibir. Por ello recibe el nombre de lente gravitacional.
Esquema de una lente gravitacional, en donde la concentración de masa en primer plano distorsiona la luz de objetos lejanos
En ocasiones, la alineación entre una galaxia distante, el objeto masivo situado en primer plano y nuestra visión es tan perfecta que la lente gravitacional crea una figura muy llamativa: un círculo brillante que se denomina anillo de Einstein. La luz que lo forma es, justamente, la proveniente de la galaxia lejana, que ha sido curvada de manera extrema y simétrica.
Un agujero durmiente en la Herradura
El sistema de la Herradura Cósmica es uno de los ejemplos más espectaculares de un anillo de Einstein. Está formado por una galaxia, LRG 3-757, que se encuentra a 5.600 millones de años luz de la Tierra, y por una segunda, mucho más alejada y que, gracias a una afortunada coincidencia, se coloca por detrás de la primera según nuestra perspectiva.
La Herradura Cósmica es uno de los ejemplos más llamativos del fenómeno llamado anillo de Einstein
Prácticamente, todas las galaxias albergan grandes agujeros negros en su interior que se denominan supermasivos. Son objetos con masas superiores a millones de soles y, en base a su estudio, los astrónomos han podido establecer una cierta relación entre el tamaño de estos colosos y el de la galaxia que les alberga. Así, en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, se halla un agujero negro con una masa cuatro millones de veces la del Sol, pero en el interior de galaxias mucho más grandes se han detectado monstruos con pesos del orden de miles de millones.
De manera similar, en la galaxia LRG 3-757 se oculta un agujero negro supermasivo. Sin embargo, su caracterización es muy compleja, ya que estos objetos, por definición, no emiten luz de forma directa. Es sólo cuando un agujero negro devora materia que ésta, en su caída hacia el pozo gravitatorio, se calienta y emite la radiación que nuestros instrumentos pueden captar.
Pero en este caso, el monstruo que reside en LRG 3-757 no está activo. En palabras de Carlos Melo, el investigador principal del estudio y perteneciente a la Universidad Federal do Rio Grande do Sul (Brasil), el descubrimiento se ha realizado analizando un agujero negro “durmiente”.
Las claves
Una de las características que convierte los anillos de Einstein en fenómenos de gran interés para la ciencia es que, a partir del estudio de la deformación luminosa que provocan, los astrónomos pueden calcular, con gran nivel de confianza, la masa concentrada en la región situada en el primer plano. Y este ha sido uno de los factores clave que ha permitido precisar la masa del agujero negro de la galaxia LRG 3-757 y situarla en los 36.000 millones de soles.
En esta imagen del telescopio Hubble se puede apreciar el anillo de Einstein de la Herradura Cósmica, así como 2 imágenes deformadas de la galaxia en segundo plano
Pero además, los autores del estudio han empleado un mecanismo adicional para confirmar este valor: el análisis del movimiento de las estrellas más cercanas al centro de la galaxia. Estos astros deben girar muy veloces, alrededor del agujero negro, para no ser atrapados por su gravedad, y sus velocidades delatan la masa del coloso. En este caso, los científicos han podido medir registros de hasta 400 kilómetros por segundo.
¿Es el mayor?
En los últimos años, los astrónomos han podido identificar agujeros negros supermasivos con cifras de récord. Así, uno de los más grandes conocidos es TON 618, un objeto que podría acumular una masa de 66.000 millones de soles. Sin embargo, y debido a las limitaciones en los métodos empleados para su estudio, los valores estimados para estos gigantes presentan notables incertidumbres.
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Así que, según Thomas Collett, investigador en la Universidad de Portsmouth (Reino Unido) y coautor del estudio, el valor calculado para el objeto pesado de la Herradura Cósmica le sitúa “entre los 10 agujeros negros más masivos jamás descubiertos, y muy probablemente el más masivo de ellos”.