Los agujeros negros supermasivos son los objetos más extremos en el Universo conocido, con millones o incluso miles de millones de veces más que la masa de nuestro Sol. Ahora, los astrónomos han podido explorar uno de estos gigantes dentro de un extraño y distante quásar. Se las arreglaron para hacer un descubrimiento asombroso: tuerce a un tercio de la velocidad de la luz.
El estudio del agujero negro supermasivo , ubicado aproximadamente a 3.500 millones de años luz de nosotros, no es solo una hazaña. Pero resulta que el objeto en sí no es simple: es un quásar que muestra luminosidades cuasi periódicas cada 12 años aproximadamente. Este hecho ha ayudado a los astrónomos a identificar su naturaleza extrema.
Los quásares son discos de acreción extremadamente brillantes en los núcleos de las galaxias , impulsados por una cantidad abundante de materia atrapada en el centro de un agujero negro supermasivo. Se cree que la gran mayoría de las galaxias contienen agujeros negros supermasivos. Es cierto que las galaxias modernas se han calmado y los quásares ya no brillan. Pero es una historia completamente diferente para galaxias que están a miles de millones de años luz de la Tierra.
El objeto en el centro de un extraño quásar llamado OJ287 "pesa" alrededor de 18 mil millones de masas solares y es uno de los agujeros negros supermasivos (o ultramasivos) más grandes del universo conocido. Curiosamente, también es uno de los quásares mejor estudiados, porque se encuentra muy cerca del camino visible del movimiento del Sol a través del cielo, visto desde la Tierra, un área donde se realizan búsquedas históricas de asteroides y cometas. Así, por suerte, los astrónomos tienen más de 100 años de observaciones de los datos de brillo del OJ287, lo que les permite predecir cuándo ocurrirán los siguientes momentos de antorcha. Con una mirada más cercana a los eventos de brillo que han ocurrido en las últimas décadas, los astrónomos entienden que en lugar de un solo evento de iluminación que se produce cada 12 años, la clarificación en realidad representa un pico máximo, y es la clave para entender qué podría estar causando eso.
Mauri Valtonen, de la Universidad de Turku, Finlandia, y su equipo internacional utilizaron varios telescopios ópticos en todo el mundo en combinación con el telescopio de rayos X SWIFT de la NASA (SWIFT) para darse cuenta de que estos eventos de 12 años de doble iluminación son causados por un agujero negro más pequeño que gira alrededor del OJ287. Valtonen es el autor principal de un estudio publicado en Astrophysical Journal (Journal of Astrophysicists).
Un agujero negro masivo tiene un disco de acreción muy caliente, un componente clave de un quásar. El material se acumula en el disco y se introduce en el agujero negro, alimentándolo. En el camino, el material del disco se calienta y emite una poderosa radiación electromagnética. El agujero negro más pequeño y su compañero OJ287, que a su vez también pesa hasta 100 masas solares (¡todavía un gran agujero negro!), Que tiene una órbita muy alargada, oscila cerca de un agujero negro más grande cada 12 años. Durante la aproximación más cercana, el agujero negro más pequeño "salpica" en el disco de acreción OJ287 durante el movimiento y nuevamente cuando se gira alrededor del lado más alejado del agujero negro, creando dos incineraciones diferentes, como muestra este diagrama:
Ilustración del sistema binario del agujero negro en OJ287. Las predicciones del modelo se verifican mediante observaciones.
Esta colisión casi periódica calienta el material de acreción de un disco de agujero negro supermasivo, calentándolo rápidamente dos veces directamente uno detrás del otro. Esto es lo que causa extraños brillos (brillo) en OJ287 cada 12 años. Habiendo obtenido este modelo de un agujero negro doble, los investigadores pudieron predecir cuándo debería haber ocurrido el último evento. La última ilustración ocurrió el 18 de noviembre de 2015, solo unos días antes de que Valtonen predijera, confirmando el modelo de doble agujero de su equipo. Pero con la ayuda de estas observaciones, la rotación de un agujero negro supermasivo también se puede calcular y es rápido. Estos comandos muestran que rota a un tercio de la velocidad de la luz.
Curiosamente, según los datos históricos de OJ287, el equipo también pudo calcular la cantidad de energía que se está perdiendo del sistema mediante el uso de ondas de gravedad. Por supuesto, las ondas gravitacionales son actualmente un tema muy interesante, ya que se descubrieron por primera vez gracias a LIGO el mes pasado. Este descubrimiento de LIGO no solo confirmó la teoría general de la relatividad de Einstein, sino que también confirmó directamente la existencia de 2 agujeros negros que se fusionan en un todo.
Si bien las ondas gravitacionales OJ287 son demasiado débiles para ser detectadas con la ayuda de la generación moderna de detectores de ondas gravitacionales (la fuente está muy lejos), el 18 de noviembre la aclaración del quasar sirve para arreglar la teoría de Einstein, que presentó hace casi 100 años el 25 de noviembre de 1915.
