El agujero negro identificado se mueve a una velocidad diferente a la galaxia que lo rodea, un fenómeno totalmente inusual para un agujero negro supermasivo. (Encuesta Sloan Digital Sky)

Aunque se desconocen las causas de su desplazamiento, la evidencia supone un evento sin precedentes en la observación astrofísica.

Los astrónomos que encontraron esta nueva y fascinante evidencia todavía se preguntan por qué este agujero negro en particular pareciera como si tuviera hormigas en sus pantalones que lo hacen moverse por distintos puntos del universo, pero las posibles respuestas a esta duda son realmente fascinantes.

“No esperamos que la mayoría de los agujeros negros supermasivos se muevan; por lo general se contentan con sentarse”, explicó el astrónomo Dominic Pesce del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian.

“Son tan pesados que es difícil ponerlos en marcha. Considere cuánto más difícil es patear una bola de boliche en movimiento que patear una pelota de fútbol, dándose cuenta de que en este caso, la ‘bola de boliche’ es varios millones de veces la masa de nuestro Sol. Eso requerirá una patada bastante poderosa”, agregó.

Atrapar un agujero negro supermasivo itinerante en el acto no es tarea fácil. Solo se pueden encontrar a través de vastos golfos del espacio, de millones a miles de millones de años luz; a estas distancias, aislar el movimiento de un objeto en toda una galaxia, incluso si ese objeto es un agujero negro supermasivo, es un desafío.

Pesce y su equipo pensaron que podrían tener suerte con un tipo de núcleo galáctico llamado megamaser.                                                                                                                                                            Este es un tipo de agujero negro supermasivo activo con un disco de acumulación de gas y polvo formado sobre él, generando grandes cantidades de calor y luz.                                                                      Con un megamaser, hay un ingrediente adicional en esta fórmula: moléculas como hidroxilo, agua, formaldehído y metino que amplifican la luminosidad del núcleo en longitudes de onda de microondas.

Usando una técnica llamada interferometría de línea de base muy larga, que combina observaciones de una red de antenas de radiotelescopios para crear efectivamente un enorme plato de observación, las velocidades de estos megamasers se pueden medir con mucha precisión.

Al estudiar los megamasers de agua en particular, Pesce y sus colegas esperaban poder identificar cualquier agujero negro supermasivo que se moviera a una velocidad diferente a la galaxia que los rodeaba.

“Nos preguntamos: ¿son las velocidades de los agujeros negros las mismas que las velocidades de las galaxias en las que residen?” dijo. “Esperamos que tengan la misma velocidad.                                          Si no es así, eso implica que el agujero negro ha sido perturbado”.

El equipo examinó de cerca los 10 megamasers, comparando los datos de velocidad del agujero negro con las observaciones de toda la galaxia. Efectivamente, nueve de ellos eran consistentes con nuestras expectativas de agujeros negros supermasivos que acechan en el centro galáctico, como una araña en una red.

Uno de ellos, sin embargo, mostró un comportamiento diferente. La galaxia espiral J0437 + 2456, ubicada a unos 228 millones de años luz de distancia, tiene un agujero negro supermasivo de alrededor de 3 millones de veces la masa del Sol, que parecía moverse a una velocidad significativamente diferente del resto de la galaxia.

Según el análisis del equipo, la velocidad del agujero negro supermasivo es de alrededor de 4.810 kilómetros por segundo. El hidrógeno neutro de la galaxia, por otro lado, parece estar retrocediendo a una velocidad de 4.910 kilómetros por segundo. Según las observaciones de los movimientos de estrellas y gases, la velocidad de la región interior de la galaxia es de 4.860 kilómetros por segundo.

Debido a que todas estas medidas difieren entre sí de manera bastante significativa, y la estructura de velocidad completa de la galaxia parece bastante complicada, es difícil decir exactamente por qué todo se tambalea allí.

Una fusión de estrellas de bosones podría explicar la colisión de agujeros negros más masiva jamás observada, que produjo la onda gravitacional GW190521, y probar la existencia de la materia oscura.

Hay varias explicaciones posibles: La galaxia podría estar experimentando un encuentro continuo con otro objeto masivo, como otra galaxia. El agujero negro supermasivo podría haber chocado con otro agujero negro supermasivo, generando una patada de retroceso que empujó al agujero negro fuera de posición; el bamboleo podría ser la galaxia y el agujero negro volviendo a asentarse.

O el agujero negro podría tener un compañero binario invisible, los dos objetos orbitando un centro de gravedad mutuo dentro del núcleo galáctico.                                                                                                    “A pesar de todas las expectativas de que realmente deberían estar en abundancia, los científicos han tenido dificultades para identificar ejemplos claros de agujeros negros supermasivos binarios”, dijo Pesce .                                                                                                                                                                      “Lo que podríamos estar viendo en la galaxia J0437 + 2456 es uno de los agujeros negros en ese par, y el otro permanece oculto para nuestras observaciones de radio debido a su falta de emisión de máser”, agregó.

Si es una patada de retroceso o un compañero binario, sería una noticia extraordinaria para la astrofísica. Hay muchas preguntas sin respuesta sobre los agujeros negros supermasivos, como cómo se vuelven tan grandes y si los binarios de agujeros negros supermasivos pueden cerrar el último parsec de distancia entre ellos. La evidencia de fusiones y binarios de agujeros negros supermasivos podría ayudarnos a responder estas preguntas.

La cantidad de masa que puede acumular un agujero negro varía ampliamente desde menos del doble de la masa de nuestro Sol hasta más de mil millones de veces la masa de nuestro Sol.