Descubren los agujeros negros más cercanos a la Tierra

Por Raúl Estrada 1 de diciembre de 2021

Gracias al telescopio Very Large Telescope (VLT), astrónomos descubrieron los agujeros negros más cercanos a la Tierra conocidos hasta ahora.

Ambos son supermasivos y se encuentran en la galaxia NGC 7727, en la constelación de Acuario. Y si bien son los más cercanos a nuestro planeta, siguen estando muy lejos, a 89 millones de años luz.

Para poner ese número en contexto, los agujeros negros más cercanos antes de este descubrimiento se encontraban a 470 millones de años luz de distancia. Por otra parte, ambos se encuentran a una distancia de 1,600 años luz entre sí.

El tamaño de uno de estos agujeros es de 154 millones de veces la masa del Sol, mientras que el otro es más pequeño y solo tiene una masa de 6.3 millones la del Sol.

Imagen utilizada con permiso del titular de los derechos de autor

Es muy posible que en el futuro estos agujeros negros se encuentren en un gran choque espacial. Según la ciencia, están siempre en el centro de las galaxias; entonces, que estos dos recién descubiertos se encuentren tan cerca uno de otro quiere decir que hubo una fusión de galaxias y que inevitablemente tendrán el mismo destino en 250 millones de años.

La aparición de estos agujeros negros supermasivos en lugares recónditos del espacio sugiere que hay muchos más en el universo. Los astrónomos creen que la cifra podría ser 30 por ciento mayor a lo que se creía y que, con toda seguridad, seguirán apareciendo a medida que se explore el espacio gracias a instrumentos como el telescopio VLT ubicado en pleno desierto de Atacama.

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Ex escritor de Digital Trends en Español

Raúl Estrada comenzó en el mundo de los medios de comunicación en 2009, mientras estudiaba ingeniería y escribía en…

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Inédita imagen de un agujero negro supermasivo arrojando un chorro de materia

agujero negro arrojando chorro de materia

Además de atraer cualquier cosa que se acerque a ellos, los agujeros negros ocasionalmente pueden expulsar materia a velocidades muy altas. Cuando las nubes de polvo y gas se acercan al horizonte de eventos de un agujero negro, parte de él caerá hacia adentro, pero algunos pueden ser redirigidos hacia afuera en ráfagas altamente energéticas, lo que resulta en dramáticos chorros de materia que se disparan a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Los chorros pueden propagarse por miles de años luz, con un chorro emergiendo de cada uno de los polos del agujero negro en un fenómeno que se cree que está relacionado con el giro de estos.
Los científicos que observan el núcleo de radio compacto de M87 han descubierto nuevos detalles sobre el agujero negro supermasivo de la galaxia. En la concepción de este artista, el chorro masivo de materia del agujero negro se ve elevándose desde el centro del agujero negro. Las observaciones en las que se basa esta ilustración representan la primera vez que el chorro y la sombra del agujero negro se han fotografiado juntos, dando a los científicos nuevos conocimientos sobre cómo los agujeros negros pueden lanzar estos poderosos chorros. S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
Algunos de los chorros más grandes del universo conocido provienen de los enormes agujeros negros en el centro de las galaxias, llamados agujeros negros supermasivos. Y ahora, por primera vez, los astrónomos han fotografiado un agujero negro supermasivo expulsando uno de esos chorros. El agujero negro en cuestión es el famoso en el corazón de la galaxia Messier 87, que es conocida por ser el primer agujero negro fotografiado por una colaboración llamada Event Horizon Telescope (EHT). Usando una asociación similar de telescopios en todo el mundo, los astrónomos pudieron capturar este monstruoso agujero negro arrojando materia en un chorro.
Esta imagen de GMVA+ALMA muestra la sombra del chorro y el agujero negro de M87 juntos por primera vez, dando a los científicos el contexto necesario para comprender dónde se formó el poderoso chorro. Las nuevas observaciones también revelaron que el anillo del agujero negro, que se muestra en el recuadro, es un 50% más grande de lo que los científicos creían anteriormente. R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
Las observaciones también han dado una nueva visión del agujero negro en sí. "Las imágenes originales del EHT revelaron solo una parte del disco de acreción que rodea el centro del agujero negro. Al cambiar las longitudes de onda de observación de 1,3 milímetros a 3,5 milímetros, podemos ver más del disco de acreción, y ahora el chorro, al mismo tiempo", dijo uno de los investigadores, Toney Minter, en un comunicado. "Esto reveló que el anillo alrededor del agujero negro es un 50% más grande de lo que creíamos anteriormente".

Las observaciones fueron tomadas con radiotelescopios, incluyendo conjuntos potentes como el Global mm-VLBI Array (GMVA) y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), que utilizan muchos platos más pequeños que trabajan juntos para observar fuentes de radio muy distantes. Al combinar los esfuerzos de diferentes observatorios, los astrónomos podrían obtener una mejor visión de este famoso agujero negro. Sabían que el agujero negro estaba emitiendo chorros, pero no sabían exactamente cómo o dónde se estaban formando esos chorros.

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Usan IA para mejorar la primera imagen de un agujero negro

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El mundo observó con deleite cuando los científicos revelaron la primera imagen de un agujero negro en 2019, mostrando el enorme agujero negro en el centro de la galaxia Messier 87. Ahora, esa imagen se ha refinado y afilado utilizando técnicas de aprendizaje automático. El enfoque, llamado PRIMO o modelado interferométrico de componentes principales, fue desarrollado por algunos de los mismos investigadores que trabajaron en el proyecto original del Event Horizon Telescope que tomó la foto del agujero negro.

Esa imagen combinó datos de siete radiotelescopios de todo el mundo que trabajaron juntos para formar una matriz virtual del tamaño de la Tierra. Si bien ese enfoque fue increíblemente efectivo para ver un objeto tan distante ubicado a 55 millones de años luz de distancia, significó que había algunas lagunas en los datos originales. El nuevo enfoque de aprendizaje automático se ha utilizado para llenar esos vacíos, lo que permite una imagen final más nítida y precisa.
La imagen del agujero negro supermasivo M87 publicada originalmente por la colaboración Event Horizon Telescope en 2019 (izquierda); y una nueva imagen generada por el algoritmo PRIMO utilizando el mismo conjunto de datos (derecha). L. Medeiros (Instituto de Estudios Avanzados), D. Psaltis (Georgia Tech), T. Lauer (NOIRLab de NSF) y F. Ozel (Georgia Tech)
"Con nuestra nueva técnica de aprendizaje automático, PRIMO, pudimos lograr la máxima resolución de la matriz actual", dijo la autora principal de la investigación, Lia Medeiros, del Instituto de Estudios Avanzados, en un comunicado. "Dado que no podemos estudiar los agujeros negros de cerca, el detalle en una imagen juega un papel crítico en nuestra capacidad para comprender su comportamiento. El ancho del anillo en la imagen es ahora más pequeño en aproximadamente un factor de dos, lo que será una poderosa restricción para nuestros modelos teóricos y pruebas de gravedad".

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Un par de agujeros negros supermasivos a punto de fusionarse

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Los corazones de algunas galaxias brillan tan intensamente que se les da un nombre especial: cuásares. Alimentadas por agujeros negros supermasivos en el centro de estas galaxias, estas regiones emiten enormes cantidades de luz a medida que el gas cae hacia el agujero negro y se calienta, lo que resulta en un brillo tan poderoso como más de 100 mil millones de estrellas. Recientemente, los astrónomos que usan el Telescopio Espacial Hubble vieron dos de estos cuásares ardiendo intensamente en el cielo nocturno, y están en curso de colisión.

El par de cuásares, conocido como SDSS J0749 + 2255, son de algunas de las primeras etapas del universo cuando tenía solo 3 mil millones de años. Las dos galaxias que albergan los cuásares están en proceso de fusión, y eventualmente, las dos se unirán para formar una enorme galaxia.
El concepto de este artista muestra el brillante resplandor de dos cuásares que residen en los núcleos de dos galaxias que están en el caótico proceso de fusión. El tira y afloja gravitacional entre las dos galaxias enciende una tormenta de fuego de nacimiento de estrellas. ILUSTRACIÓN: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
Los dos agujeros negros están a solo 10.000 años luz de distancia, y tardarán diez millones de años en fusionarse. Eso puede sonar como mucho tiempo, pero es inminente en términos galácticos. Observar el par puede ayudar a los astrónomos a aprender sobre el universo temprano y cómo se forman las galaxias grandes.