Los agujeros supermasivos son generalmente objetos estacionarios, sentado en el centro de la mayoría de las galaxias. Sin embargo, utilizando datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y otros telescopios, Los astrónomos recientemente cazaron lo que podría ser un agujero negro supermasivo que puede estar en movimiento.

Este posible agujero negro renegado, que contiene alrededor de 160 millones de veces la masa de nuestro Sol, se encuentra en una galaxia elíptica a unos 3.900 millones de años luz de la Tierra. Los astrónomos están interesados ​​en estos agujeros negros supermasivos en movimiento porque pueden revelar más sobre las propiedades de estos enigmáticos objetos.

Este agujero negro puede haber "retrocedido, "en la terminología utilizada por los científicos, cuando dos agujeros negros supermasivos más pequeños chocaron y se fusionaron para formar uno aún más grande. Al mismo tiempo, esta colisión habría generado ondas gravitacionales que se emitían con más fuerza en una dirección que en otras. Este agujero negro recién formado podría haber recibido una patada en la dirección opuesta a esas ondas gravitacionales más fuertes. Esta patada habría empujado el agujero negro fuera del centro de la galaxia, como se muestra en la ilustración del artista.

La fuerza de la patada depende de la velocidad y la dirección de giro de los dos agujeros negros más pequeños antes de fusionarse. Por lo tanto, Se puede obtener información sobre estas importantes pero esquivas propiedades estudiando la velocidad de retroceso de los agujeros negros.

Los astrónomos encontraron este candidato a agujero negro en retroceso examinando datos ópticos y de rayos X de miles de galaxias. Primero, utilizaron observaciones de Chandra para seleccionar galaxias que contienen una fuente de rayos X brillante y fueron observadas como parte del Sloan Digital Sky Survey (SDSS). La emisión de rayos X brillantes es una característica común de los agujeros negros supermasivos que están creciendo rápidamente.

Próximo, los investigadores miraron para ver si las observaciones del telescopio espacial Hubble de estas galaxias brillantes de rayos X revelaron dos picos cerca de su centro en la imagen óptica. Estos dos picos podrían mostrar que hay un par de agujeros negros supermasivos o que un agujero negro en retroceso se ha alejado del cúmulo de estrellas en el centro de la galaxia.

Si se cumplieron esos criterios, luego los astrónomos examinaron los espectros SDSS, que muestran cómo varía la cantidad de luz óptica con la longitud de onda. Si los investigadores encontraron firmas reveladoras en los espectros indicativos de la presencia de un agujero negro supermasivo, siguieron con un examen aún más detenido de esas galaxias.

Después de toda esta búsqueda se descubrió un buen candidato para un agujero negro en retroceso. La imagen de la izquierda en el recuadro es de los datos de Hubble, que muestra dos puntos brillantes cerca del centro de la galaxia. Uno de ellos se encuentra en el centro de la galaxia y el otro se encuentra a unos 3, 000 años luz del centro. La última fuente muestra las propiedades de un agujero negro supermasivo en crecimiento y su posición coincide con la de una fuente de rayos X brillante detectada con Chandra (imagen de la derecha en el recuadro). Usando datos del SDSS y el telescopio Keck en Hawái, el equipo determinó que el creciente agujero negro ubicado cerca, pero visiblemente desplazado de, el centro de la galaxia tiene una velocidad diferente a la de la galaxia. Estas propiedades sugieren que esta fuente puede ser un agujero negro supermasivo en retroceso.

La galaxia anfitriona del posible agujero negro en retroceso también muestra alguna evidencia de perturbación en sus regiones exteriores, lo cual es una indicación de que una fusión entre dos galaxias ocurrió en un pasado relativamente reciente. Dado que se cree que las fusiones de agujeros negros supermasivos ocurren cuando sus galaxias anfitrionas se fusionan, esta información apoya la idea de un agujero negro en retroceso en el sistema.

Es más, las estrellas se forman a gran velocidad en la galaxia, a varios cientos de veces la masa del Sol por año. Esto concuerda con las simulaciones por computadora, que predicen que las tasas de formación de estrellas pueden mejorar para las galaxias fusionadas, particularmente aquellas que contienen agujeros negros en retroceso.

Otra posible explicación de los datos es que dos agujeros negros supermasivos están ubicados en el centro de la galaxia, pero uno de ellos no produce radiación detectable porque está creciendo demasiado lento. Los investigadores favorecen la explicación del retroceso del agujero negro, pero se necesitan más datos para fortalecer su caso.

Recientemente se aceptó un artículo que describe estos resultados para su publicación en The Diario astrofísico y está disponible en línea. El primer autor es Dongchan Kim del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Charlottesville, Virginia. Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, controla las operaciones científicas y de vuelo de Chandra.