Un raro evento cósmico ha captado la atención de la comunidad científica: la posible colisión y posterior expulsión de un agujero negro supermasivo (SMBH, por sus siglas en inglés). Este fenómeno, observado en la galaxia 3C 186, ubicada a unos 8.000 millones de años luz de la Tierra, podría arrojar luz sobre un enigma teórico de larga data, conocido como el “problema del último pársec”.
Según informes de New Scientist, este agujero negro está desplazándose a más de 1.000 kilómetros por segundo, la velocidad más rápida jamás documentada en un objeto de este tipo.
El problema del último pársec establece que las fusiones entre agujeros negros supermasivos podrían detenerse justo antes de completarse debido a dificultades para perder suficiente energía en las etapas finales de su interacción. Sin embargo, este reciente descubrimiento parece desafiar estas predicciones.
El estudio publicado en la web de Cornell University explicó que el evento ofrece “una evidencia directa” de cómo estos objetos pueden fusionarse y ser expulsados por “una colosal patada gravitacional”, un fenómeno generado por la emisión de ondas gravitacionales durante la colisión.
Las bases de la investigación: telescopios y análisis espectroscópicos
El equipo de investigación, liderado por Marco Chiaberge de la Universidad Johns Hopkins, utilizó los telescopios Very Large Telescope (VLT) en Chile, Subaru en Hawái y el Hubble para llegar a estas conclusiones.
Durante las primeras observaciones de 3C 186, los astrónomos descubrieron que el cuásar –la potente luz generada por la actividad gravitatoria del agujero negro en el centro de la galaxia– estaba ostensiblemente fuera de lugar. Este cuásar estaba ubicado a unos 33 000 años luz del centro galáctico, una distancia que indicaba una “expulsión causada por un evento desconocido, posiblemente una fusión”.
Chiaberge y su equipo analizaron con mayor detalle la luz emitida por el disco de acreción que rodea al agujero negro. Identificaron un marcado desplazamiento hacia el azul, una señal generada por la velocidad extrema con la que el agujero negro se mueve hacia el observador.
“El gas en la región circundante mostró menos signos de desplazamiento hacia el azul, lo que implica que el agujero negro supera la velocidad de la galaxia que lo alberga”, destacaron las observaciones recogidas por New Scientist.
El análisis de la emisión gaseosa determinó una velocidad de 1310 kilómetros por segundo, lo que confirma la aceleración masiva del agujero negro. Al respecto, en el estudio se subrayó: “Esto solo puede explicarse mediante una colosal ‘patada gravitacional’ o una superkick generada por ondas gravitacionales”.
El papel de las ondas gravitacionales: una fuerza invisible en acción
La fusión y subsecuente movimiento de este agujero negro proporciona una validación adicional de la teoría de la relatividad de Einstein, que predice que los choques de estos gigantes cósmicos generan ondulaciones en el tejido espacio-tiempo. El equipo empleó simulaciones de relatividad numérica para modelar el sistema y explicó que esas ondas gravitacionales se propagaron en una dirección, mientras que el agujero negro fue “retrocedido” en dirección opuesta.
La relevancia de las ondas gravitacionales ha sido confirmada en otras investigaciones recientes, como las realizadas por las redes Pulsar Timing Arrays, que identificaron ondas gravitacionales en frecuencias extremadamente bajas. Si bien estas no pueden ser directamente observadas en eventos como el de 3C 186, estudios futuros podrían profundizar la comprensión de estas dinámicas a través de observatorios espaciales propuestos como LISA.
Alessia Gualandris, de la Universidad de Surrey, declaró a New Scientist que aunque los datos son “convincente evidencia de un retroceso de agujero negro”, nunca hay certeza absoluta en astrofísica. “La hipótesis del retroceso se sostiene con fuerza”, afirmó la investigadora. Sin embargo, no todos los expertos comparten el mismo entusiasmo. Luke Zoltan Kelley, de la Universidad de California en Berkeley, advirtió, que “los núcleos galácticos activos (AGN) no siempre se comportan de manera predecible”, y que “se requiere un modelado físico mucho más detallado para confirmar este escenario”.
¿Por qué es 3C 186 tan crucial para la ciencia?
Con una masa estimada en mil millones de veces la de nuestro Sol, se cree que el agujero negro en 3C 186 desempeñó un papel clave en el desarrollo del núcleo galáctico que lo alberga. Este queda definido como un cuásar extremadamente brillante, reflejo de los procesos violentos de acreción gravitatoria.
Con base en estudios recientes, se estima que la fusión que desplazó este agujero negro ocurrió hace aproximadamente 56 millones de años. Según indicó el informe de Cornell University: “El agujero negro permanece rodeado por un disco de acreción perforado que se reorganizó lentamente tras el evento de impacto”. Además, el cuásar tiene un período de actividad restante estimado de unos 33 millones de años, convirtiéndolo en un candidato idóneo para estudios adicionales.
Los investigadores señalan que 3C 186 podría no ser un caso único, y que muchos sistemas binarios similares aún esperan ser detectados. Mientras tanto, este hallazgo solidifica el papel de las ondas gravitacionales y las simulaciones de relatividad general como herramientas indispensables para futuras investigaciones.
