Los astrónomos, utilizando la velocidad de rotación de un disco de acreción, midieron la masa de un agujero negro, que era 660 millones de veces más masivo que el Sol.
Aunque sabemos que los agujeros negros son grandes, ¿pero cómo miden su masa los astrónomos? No podemos simplemente entrar allí y pesarlos. Afortunadamente, los astrónomos tienen muchas formas inteligentes de medir la masa de objetos en el universo, y los agujeros negros no son una excepción.
Usando el observatorio más grande y poderoso del planeta, los astrónomos pudieron ver en detalle la parte central de una galaxia elíptica llamada NGC 1332, ubicada a unos 75 millones de años luz de nosotros, para obtener una imagen detallada de los gases que giran alrededor de un agujero negro supermasivo central. A pesar de que la mayoría de las galaxias conocidas tienen enormes agujeros negros en sus núcleos, el agujero negro en el centro de NGC 1332 es 660 millones de veces más masivo que nuestro Sol.
La rejilla milimétrica / submilimétrica de Atakam Big (ALMA) en Chile se utilizó para lograr esta alta precisión, pero no miró directamente al agujero negro, sino que siguió a la furiosa descarga de gases galácticos atrapados dentro del agujero profundo del agujero negro.
"Para calcular la masa de un agujero negro en el centro de la galaxia, necesitamos medir la velocidad de algo que gira a su alrededor", dijo Aaron Barth, de la Universidad de Irvine en California y autor principal de un estudio publicado en Astrophysical Journal. "Para una medición precisa, debemos examinar en detalle el centro de la galaxia, donde la fuerza gravitacional de un agujero negro es la fuerza dominante". "ALMA es una herramienta nueva y fantástica para hacer estas observaciones".
Todos sabemos que los agujeros negros son negros. Su masa tiene una fuerza gravitatoria tan enorme que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de una trampa gravitacional. Como no podemos verlos, los astrónomos pueden detectar la presencia de agujeros negros utilizando otros medios indirectos. Una forma es medir las emisiones de gas caliente atrapadas por el disco de acreción del agujero negro. Otra forma: observar cómo la masa de un agujero negro deforma el espacio-tiempo, doblando la luz a su alrededor.
En el caso de NGC 1332, es posible considerar un gas molecular frío que está cerca de un agujero negro. Sabiendo la distancia de la nube de gas desde el agujero negro, con la ayuda de ALMA puede medir la masa del agujero negro con gran precisión. Ella es verdaderamente monstruosa.
En esta galaxia, el gas se aplana en un enorme disco que gira alrededor de un agujero negro con un radio de 800 años luz. A modo de comparación, la distancia de nuestro sistema solar al sistema de estrellas más cercano, Alpha Centauri, es un poco más de 4 años luz. El radio de esta estructura colosal es 200 veces más ancho. En longitudes de onda visibles, este disco no se puede ver completamente y parece una silueta sobre el fondo de estrellas densamente empaquetadas. Sin embargo, ALMA explora el espacio en la banda de radio y, dado que el disco de gas frío genera emisiones de radio, permite a los astrónomos distinguir entre estructuras "pequeñas", solo 15 años luz, dentro del disco. Esta asombrosa precisión de medición hizo posible ver la "esfera de influencia" de un agujero negro a 80 años luz del centro. Los gases en esta región giran a una velocidad de más de 300 millas por segundo.
Las mediciones anteriores de la masa del agujero negro se basaron en observaciones de luz visible de gas ionizado en discos de acreción en caliente. Aunque los observatorios como el Telescopio Espacial Hubble pueden calcular la masa de los agujeros negros, estos discos de acreción caliente son intrínsecamente turbulentos. Esto agrega un mayor grado de incertidumbre en las mediciones de luz visibles.
Pero las emisiones del gas molecular frío (en este caso, las emisiones de monóxido de carbono o CO) en discos expandidos provienen de condiciones mucho más tranquilas, lo que brinda a los astrónomos una precisión sin precedentes para medir.
