Por primera vez, un equipo internacional logró captar una imagen que muestra dos agujeros negros orbitando entre sí, un resultado que ofrece una prueba visual de un fenómeno que hasta ahora solo se había inferido a través de observaciones indirectas. El hallazgo tuvo lugar en el núcleo del cuásar OJ287, situado a unos 5.000 millones de años luz de la Tierra.

La investigación fue liderada por Mauri Valtonen, astrónomo de la Universidad de Turku (Finlandia), junto con un consorcio internacional, y publicada en la revista especializada The Astrophysical Journal. Los científicos destacaron que este avance fue posible por la combinación de observaciones realizadas en la Tierra y en el espacio, usando una red de radiotelescopios.

El equipo de astrónomos recurrió a la tecnología de radioimagen, combinando datos de telescopios terrestres y el satélite ruso RadioAstron, cuyo radiotelescopio llegó a extenderse hasta la mitad de la distancia a la Luna. Este alcance permitió lograr una resolución inédita para distinguir dos fuentes separadas junto al resplandor intenso que caracteriza a los cuásares.

“En la imagen, los agujeros negros son identificados por los intensos chorros de partículas que emiten. Los agujeros negros en sí permanecen totalmente oscuros, pero es posible detectarlos a través de estos chorros o del gas incandescente que los rodea”, explicó Mauri Valtonen.

El cuásar OJ287, conocido por su brillo excepcional, ya había generado suspicacias entre la comunidad astronómica por mostrar “un patrón reconocible de variaciones de luz cada 12 años”, agregó Valtonen. Desde hace más de cuatro décadas, cientos de astrónomos han seguido de cerca esas alteraciones periódicas, sospechando que la causa era la presencia de dos agujeros negros en órbita mutua.

Las primeras imágenes de la región que hoy se asocia a OJ287 datan de finales del siglo XIX, mucho antes de que la existencia de agujeros negros fuese siquiera una hipótesis aceptada. El objeto comenzaron a estudiarlo activamente científicos de la Universidad de Turku en la década de 1980, después de que el investigador Aimo Sillanpää detectara variaciones regulares de brillo y propusiera la teoría del par de agujeros negros.

Avances recientes lograron afinar la órbita prevista y estimar las características, pero seguía pendiente la confirmación visual. El satélite TESS de la NASA detectó emisiones de luz procedentes de ambos objetos, aunque solo como un punto único, insuficiente para separar a los protagonistas.

La imagen clave correspondió a observaciones realizadas cuando RadioAstron aún estaba operativo. El trabajo interdisciplinar involucró científicos de distintas partes de Europa y Asia. “El satélite RadioAstron mejoró enormemente la resolución de la imagen. Solo con telescopios terrestres no habríamos logrado este nivel de detalle”, afirmó Valtonen.

De acuerdo al estudio, publicado el 9 de octubre, la imagen revela dos chorros bien diferenciados: uno largo y estable, proveniente del agujero negro supermasivo principal, y otro más pequeño, pero claramente detectado, que exhibe una peculiar torsión. La masa del agujero negro principal equivale a unos 18.000 millones de veces la masa del Sol, mientras que el secundario, más ligero, se desplaza a gran velocidad sobre la órbita, provocando que su chorro de partículas adopte la forma de un “chorro retorcido como una manguera”, según comparación de los autores.

La animación de este fenómeno fue descrita como “una cola que se agita”, y los científicos anticipan que la orientación de ese chorro cambiará en los próximos años conforme el objeto avance en su trayectoria. “El jet que emerge del agujero negro secundario se tuerce debido al rápido movimiento alrededor del primario”, explicó Valtonen al sitio web de la Universidad de Turku.

Hasta este hallazgo, la existencia de pares de agujeros negros se había apoyado principalmente en el registro de ondas gravitacionales tras las fusiones de objetos masivos. Esta vez, los astrónomos lograron obtener una prueba visual directa, lo que abre nuevas posibilidades de estudio para sistemas similares.

No obstante, el propio equipo matizó que todavía quedan detalles por analizar. “Queda la posibilidad de que los dos chorros observados puedan pertenecer a un mismo agujero negro, debido a la superposición en la imagen. Solo con una futura observación, con una resolución equivalente a la que permitió RadioAstron, se podrá despejar definitivamente esa interrogante”, mencionaron los autores en el artículo científico.

Mientras tanto, la imagen de los dos agujeros negros orbitando marca un hito que conecta la historia de la astrofísica con su presente: “Durante cuatro décadas nos preguntamos si era posible detectarlos al mismo tiempo. Finalmente, la prueba está a la vista”, expresó Valtonen.

Hasta la fecha, los telescopios solo habían logrado obtener imágenes de agujeros negros solitarios en el centro de galaxias como la Vía Láctea y Messier 87. Esta nueva imagen de un sistema binario confirma décadas de monitoreo y teorías modeladas a través de la luz cambiante que emite el cuásar OJ287.

“Lo especial de OJ287 es que puede ser detectado incluso por aficionados con telescopios privados”, indicó Valtonen al portal de la Universidad de Turku. Para la comunidad científica, la observación representa una confirmación largamente esperada: “Esta imagen responde a una pregunta abierta durante cuarenta años: si existen pares de agujeros negros”, destacó el equipo.