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Equipo internacional de astrónomos descubre el agujero negro más masivo en el Universo cercano

Santa María Tonantzintla, a 16 de octubre. Utilizando grandes bases de datos y telescopios terrestres y espaciales en el óptico, infrarrojo, radio y rayos X, un equipo internacional de astrónomos de México, Inglaterra, Chile y Estados Unidos descubrió lo que podría ser el agujero negro de mayor masa en el Universo cercano.

Este peculiar objeto podría tener una masa mayor a diez mil millones de veces la del Sol, tan sólo un orden de magnitud menor a la de toda la Vía Láctea, y lo más sorprendente es que podría llegar a tener la masa de toda nuestra galaxia. Se trata de un hallazgo extraordinario.

El agujero negro súper masivo se encuentra en una galaxia de dimensiones también colosales, la denominada Holm 15A, que se formó a partir de "comerse y devorar otras galaxias" y que se ubica en el cúmulo Abell 85. "Estas galaxias gigantes sólo residen en cúmulos, son muy especiales, pero nadie se había percatado de que Holm 15A podría albergar o que tiene todas las indicaciones de contener un agujero negro tan grande. A estos agujeros negros les llamamos ultramasivos. Éste es el más masivo reportado hasta el momento, es increíble", comenta en entrevista el Dr. Omar López-Cruz, investigador del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y líder del proyecto.

El Dr. Omar López-Cruz, primer autor del artículo y líder del proyecto. Foto: archivo INAOE.

El descubrimiento será reportado en los próximos dos meses en el Astrophysical Journal Letters, una de las revistas astronómicas internacionales más importantes en el orbe. Además del Dr. Omar López-Cruz, primer autor del artículo, en el equipo también están los doctores Christopher Añorve, de la Universidad Autónoma de Sinaloa; el M.C. Héctor Ibarra Medel, estudiante de doctorado del INAOE; los Profesores M. Birkinshaw y D. M. Worrall, de la Universidad de Bristol; el Dr. Wayne A. Barkhouse, de la Universidad de Dakota del Norte; el Dr. Juan Pablo Torres Papaqui, investigador de la Universidad de Guanajuato, y la Dra. Verónica Motta, de la Universidad de Valparaíso. Cabe destacar que los doctores Añorve y Papaqui son egresados del Doctorado en Astrofísica del INAOE.

El cúmulo Abell 85, donde se encuentra la galaxia Holm 15A. Imagen obtenida por Omar López-Cruz en el National Kitt Peak National Observatory y porcesada por José Miguel Járegui García.

La descripción más sencilla de un agujero negro, explica el Dr. Omar López-Cruz, es que es un lugar de donde no escapa ni la luz: "Para salir de la Tierra tienes que alcanzar una velocidad de 11.2 kilómetros por segundo. La velocidad de escape de un agujero negro es mayor que la velocidad de la luz, de tal manera que ni la luz va a poder escapar. Es un objeto muy compacto, muy masivo. Ahora parece que los agujeros negros son más comunes de lo que creíamos, porque encontramos que cada galaxia podría tener un agujero negro en el centro. La Vía Láctea, por ejemplo, puede tener un agujero negro de más o menos cinco millones de masas solares. Mientras más grande es la galaxia, más grande es su agujero negro. A esto le llamamos leyes de escalamiento".

El astrofísico, quien realizó sus estudios de licenciatura en el Instituto Politécnico Nacional y su maestría y doctorado en la Universidad de Toronto, narra que la historia que llevó al descubrimiento del agujero negro ultramasivo comenzó en 1995, cuando estudiaba en Canadá. "La primera vez que tuve un encuentro con esta galaxia fue durante mi tesis doctoral, pero no había con qué compararla. En ese entonces notamos que era rara en el sentido de que la parte central estaba muy aplanada. En 2012 unos colegas estadounidenses usando el Telescopio Espacial Hubble descubren otra galaxia plana y dicen que es la más plana que se ha visto hasta el momento. Entonces me acordé de la galaxia en Abell 85 y la examiné de nuevo y encontramos que la nuestra era mucho más grande que la que acababan de reportar mis colegas Marc Postman y Tod Lauer junto con más de quince investigadores".

El caso científico fue armado con observaciones obtenidas de bases de datos y otras con telescopios en radio, rayos X, óptico e infrarrojo. Y combinando toda la información, se rompió el récord, agrega entusiasmado el astrofísico del INAOE: "Tenemos la galaxia con la parte central más plana, es la más grande y hay indicadores de que tiene un agujero negro ultramasivo, de arriba de diez mil millones de veces la masa del Sol. Esto lo hace un objeto único. Hay una teoría que dice que las partes planas son producidas por dos agujeros negros binarios orbitando uno alrededor del otro, que empiezan a dispersar a las estrellas cercanas y a desviarlas del centro de la galaxia. No hay prueba directa de que haya dos agujeros negros, pero estamos proponiendo observaciones con grandes telescopios para tratar de ver si en verdad hay dos. Luego encontramos otro objeto que puede ser un tercer componente pero que fue expulsado de la galaxia, esto también lo estamos reportando. Tenemos un caso extraordinario".

Para realizar este hallazgo, el equipo internacional de astrónomos utilizó bases de datos como el SLOAN Digital Sky Survey, datos tomados para la tesis doctoral del Dr. López Cruz en 1993, datos públicos del Canada France Hawaii Telescope, así como de los satélites de rayos X Chandra y XMM. También utilizaron datos del Very Large Array (VLA) de Nuevo México: "Combinando todos estos datos es que construimos el caso para reportar el agujero negro más masivo que se conoce hasta el momento", explica el entrevistado.

El Dr. López-Cruz reitera que el descubrimiento de este coloso ha sido una gran aventura: "En 1980 otro astrónomo había reportado que la galaxia Holm 15A era especial, este hallazgo del Dr. John G. Hoessel permaneció por todo ese tiempo como una curiosidad, hasta que otros dos astrónomos, Postman y Lauer, estudiaron una muestra grande con el Telescopio Espacial. Mi equipo y yo nos dimos cuenta de que el tamaño de la parte plana de Holm 15A, que estamos reportando, es 18 veces el valor del promedio. ¡Es un monstruo! Durante todo este tiempo se fue construyendo el caso para mostrar qué tan especial es esta galaxia. En 1995 no podíamos decir nada, no teníamos con qué compararla. Sin embargo, esta historia no ha terminado, ya que hemos descubierto otra galaxia que marca la ruptura de las leyes de escalamiento hasta el momento propuestas para relacionar la masa de los agujeros negros centrales con las propiedades, como por ejemplo la luminosidad, de su galaxia anfitriona".