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Se avecina el choque de dos agujeros negros colosales en una galaxia conocida

El movimiento orbital del agujero negro menor se manifiesta en llamaradas que ocurren cuando se sumerge en el disco de material del agujero negro mayor

En la constelación de Cáncer, a unos 5.000 millones de años luz de la Tierra, se halla la galaxia activa OJ 287 (DPA/EP/AAS 2018)

15 minutos. Astrónomos han hallado evidencia de dos agujeros negros supermasivos girando entre sí mediante señales de los chorros asociados con la acumulación de materia en ambos agujeros negros.

La galaxia, o cuásar como se le llama técnicamente, se llama OJ287 y se estudia más a fondo y se entiende mejor como un sistema binario de agujeros negros. En el cielo, los agujeros negros están tan juntos que se fusionan en un solo punto. El hecho de que el punto en realidad consta de dos agujeros negros se hace evidente al detectar que emite dos tipos diferentes de señales. Los resultados han sido publicados en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Astrónomos han observado la galaxia activa OJ 287 desde 1888, que se encuentra en la dirección de la constelación de Cáncer a una distancia de aproximadamente 5.000 millones de años luz.

Patrón prominente

Hace ya más de 40 años, el astrónomo de la Universidad de Turku Aimo Sillanpaa y sus asociados notaron que hay un patrón prominente en su emisión que tiene dos ciclos, uno de unos 12 años y el más largo de unos 55 años. Sugirieron que los dos ciclos resultan del movimiento orbital de dos agujeros negros uno alrededor del otro. El ciclo más corto es el ciclo orbital y el más largo resulta de una evolución lenta de la orientación de la órbita.

Una serie de llamaradas revelan el movimiento orbital cuando el agujero negro secundario se sumerge regularmente a través del disco de acreción del agujero negro primario a velocidades que son una fracción más lentas que la velocidad de la luz. Esta inmersión del agujero negro secundario calienta el material del disco y el gas caliente se libera en forma de burbujas en expansión. Estas burbujas calientes tardan meses en enfriarse mientras irradian y provocan un destello de luz, una llamarada, que dura aproximadamente quince días y es más brillante que un billón de estrellas.

Agujero negro secundario

Después de décadas de esfuerzos para estimar el momento de la caída del agujero negro secundario a través del disco de acreción, los astrónomos de la Universidad de Turku en Finlandia dirigidos por Mauri Valtonen y su colaborador Achamveedu Gopakumar del Instituto Tata de Investigación Fundamental en Mumbai, India, y otros pudieron modelar la órbita y predecir con precisión cuándo ocurrirían estas erupciones.

Las exitosas campañas de observación en 1983, 1994, 1995, 2005, 2007, 2015 y 2019 permitieron al equipo observar los destellos previstos y confirmar la presencia de un par de agujeros negros supermasivos en OJ 287.

"El número total de erupciones pronosticadas ahora asciende a 26, y casi todas han sido observadas. El agujero negro más grande de este par pesa más de 18.000 millones de veces la masa de nuestro sol, mientras que el compañero es aproximadamente 100 veces más liviano y su órbita es oblonga, no circular", dice en un comunicado el profesor Achamveedu Gopakumar.

Muy cerca, uno del otro

A pesar de estos esfuerzos, los astrónomos no pudieron observar una señal directa del agujero negro más pequeño. Antes de 2021, su existencia se había deducido solo indirectamente de las llamaradas y de la forma en que hace que el chorro del agujero negro más grande se tambalee.

"Los dos agujeros negros están tan cerca uno del otro en el cielo que uno no puede verlos por separado, se fusionan en un solo punto en nuestros telescopios. Solo si vemos señales claramente separadas de cada agujero negro podemos decir que en realidad tenemos 'Los he visto a ambos", dice el autor principal, el profesor Mauri Valtonen.

Emocionantemente, las campañas de observación en 2021/2022 en el OJ 287 utilizando una gran cantidad de telescopios de varios tipos permitieron a los investigadores obtener observaciones del agujero negro secundario que atraviesa el disco de acreción por primera vez, y las señales que surgen del agujero negro más pequeño.

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