A lo largo de los próximos cientos de millones de años, los dos agujeros negros supermasivos, que están separados unos 3000 años luz de distancia, se dirigirán el uno hacia el otro y se fundirán para formar un sólo agujero negro supermasivo. Esta detección de un agujero negro binario apoya la idea de que los agujeros negros crecen a enormes masas en el centro de las galaxias fusionándose con otros agujeros negros.

Los astrónomos han descubierto la localización exacta y la formación de un par de agujeros negros supermasivos en el centro de la colisión de dos galaxias a más de 300 millones de años luz de distancia.

Usando ópticas adaptativas (AO), que eliminan los efectos de borrosidad debidos a la turbulencia de la atmósfera terrestre, los científicos de Livermore observaron que los dos agujeros negros se formaron en el centro de un disco rotante de estrellas en la galaxia fusionada conocida como NGC 6240 y están rodeados por una nube de cúmulos de estrellas jóvenes.

Los agujeros negros supermasivos contienen de millones a miles de millones la masa del Sol y se cree que hay alguno en el centro de la mayor parte de galaxias, incluyendo nuestra Vía Láctea.

Durante años, los astrónomos han sabido que NGC 6240 albergó al menos un agujero negro supermasivo. Posteriores observaciones del Observatorio de Rayos-X de Chandra de la NASA confirmaron que en realidad había dos agujeros negros supermasivos en el núcleo de NGC 6240. Y la nueva investigación, que aparecerá en la edición del 17 de mayo de Science Express, confirma la localización exacta y entorno de los dos agujeros negros a partir de observaciones del Observatorio W.M. Keck.

«La gente ha observado este par de galaxias en colisión en distintas longitudes de onda y vieron lo que pensaban que eran agujeros negros, pero ha sido muy difícil darle sentido a cómo correspondían entre sí las observaciones a distintas longitudes de onda», dijo Claire Max, autor principal del artículo. Max es un astrónomo del Instituto para Geofísica y Física Planetaria del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore National y miembro de la facultad de la UC Santa Cruz.

«Los resultados de la óptica adaptativa permitieron unirlas todas, por lo que ahora podemos verlo todo de verdad – el polvo caliente en el infrarrojo, las estrellas en el visible e infrarrojo, y los rayos-X y emisiones de radio procedentes de los alrededores de los agujeros negros».

Las ópticas adaptativas permiten a los astrónomos minimizar los efectos borrosos de la atmósfera de la Tierra, produciendo imágenes con una resolución y detalle sin precedente. El sistema de ópticas adaptativas usa la luz procedente de una estrella relativamente brillante, para medir las distorsiones atmosféricas y corregirlas, pero sólo aproximadamente un 1 por cierto del cielo contiene estrellas lo bastante brillantes como para poder usarlas. Un láser construido por el LLNL ha sido encargado por Keck, en cuyas ópticas adaptativas puede ser usado en casi cualquier parte del cielo produciendo una estrella guía artificial por láser.

Otros investigadores de Livermore incluyen a Willem de Vries de IGPP y UC Davis y la antigua investigadora posdoctoral en LLNL Gabriela Canalizo, quien ahora es miembro de la facultad de la UC Riverside.

La resolución espacial usando las ópticas adaptativas en el telescopio de 10 metros Keck II es una mejora en un factor de 10 sobre lo que se puede hacer con una cámara convencional terrestre.

Las imágenes del Telescopio Espacial Hubble muestran que los agujeros negros están rodeados de manchas de polvo que oscurecen parcialmente la luz visible. Sin embargo, en la luz infrarroja usada en las observaciones de las ópticas adaptativas de Keck, los agujeros negros se ven más distintos y están rodeados por muchos cúmulos de estrellas jóvenes que se formaron en la fusión.

«Con las imágenes en luz infrarroja que obtuvimos de Keck, fuimos capaces de alinear la información de todas las longitudes de onda distintas para determinar qué características de la imagen son de los agujeros negros», dijo Max, que también trabaja como director en el Centro de Ópticas Adaptativas de la UC Santa Cruz.

Se piensa que las fusiones de galaxias desempeñan un papel importante en la evolución galáctica y pueden ayudar a explicar muchas de sus propiedades. Por ejemplo, los astrónomos han hallado que la masa del agujero negro del centro de la galaxia está fuertemente correlacionado con las propiedades a gran escala de la misma galaxia. La hipótesis de la “coevolución” explica esta correlación como resultado de que tanto la galaxia como el agujero negro crecen incrementalmente en repetidos eventos de fusión a escalas de tiempo cósmicas.

«La influencia gravitatoria del agujero negro está limitada en realidad a una región relativamente pequeña justo alrededor del mismo, por lo que ¿cómo puede afectar al resto de la galaxia? Pero si el agujero negro y la galaxia que lo rodea evolucionan juntos a través de la misma secuencia de eventos de fusión, podría explicar las correlaciones», dijo Max. «Por esto es por lo que la gente está tan excitada por comprender las fusiones de galaxias, y aquí lo estamos viendo en acción».

La investigación fue financiada por el Centro de Ópticas Adaptativas de la Fundación Nacional de Ciencia.

Fundado en 1952, el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore tiene la misión de asegurar la seguridad nacional y aplicar la ciencia y la tecnología a los temas más importantes de nuestro tiempo. El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore está gestionado por la Universidad de California para Administración Nacional de Seguridad Nuclear del Departamento de Energía de los Estados Unidos.

Autor: Anne Stark
Fecha Original: 7 de mayo de 2007
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