Astrónomos han captado un agujero negro intermedio que se traga una estrella de cúmulo asociada a una galaxia lenticular situada a unos 800 millones de años luz. Este fenómeno podría ayudar a descubrir los esquivos orígenes de los agujeros negros.

En un nuevo artículo, publicado en The Astrophysical Journal, investigadores de la Universidad de Arizona detallan su análisis de las gigantescas secuelas dejadas tras la devoración de la estrella por parte de un agujero negro, el llamado "evento de disrupción de marea".

El fenómeno se registró a través del enorme estallido de radiación que emanó de su ubicación, eclipsando la luz combinada de todas las estrellas de la galaxia anfitriona del agujero negro.

Oportunidad extraordinaria

"El hecho de que hayamos podido captar este agujero negro mientras devoraba una estrella ofrece una oportunidad extraordinaria para observar lo que de otro modo sería invisible", dijo Ann Zabludoff, profesora de astronomía de la UArizona y coautora del artículo. 

"No solo eso, al analizar la llamarada pudimos comprender mejor esta esquiva categoría de agujeros negros, que bien podría representar la mayoría de los agujeros negros en los centros de las galaxias".

Así, los rayos X emitidos por el evento de disrupción de marea llamado J2150 le permitió al equipo de astrónomos dirigido por Sixiang Wen, investigador del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, realizar las primeras mediciones de la masa y el giro del agujero negro. 

Agujero negro de masa intermedia

Según el comunicado, este agujero negro es de un tipo particular que ha eludido la observación durante mucho tiempo: un agujero negro de masa intermedia. Para llegar a su conclusión, los investigadores volvieron a analizar los datos de rayos X de la observación de la llamarada J2150 y los compararon con nuevos y sofisticados modelos teóricos. 

De este modo, demostraron que la llamarada se originó en un encuentro entre una estrella y un agujero negro de masa intermedia. Es la primera vez que los datos muestran un evento de disrupción de marea impulsado por un agujero negro intermedio.

"Las emisiones de rayos X del disco interior formado por los restos de la estrella muerta nos permitieron inferir la masa y el giro de este agujero negro y clasificarlo como un agujero negro intermedio", dijo Wen, según el comunicado de prensa.

En el pasado, se han observado otros eventos de disrupción de marea. Sin embargo, los datos anteriores nunca han sido lo suficientemente detallados como para demostrar que una llamarada de disrupción de marea individual fue impulsada por un agujero negro intermedio. 

"Gracias a las observaciones astronómicas modernas, sabemos que los centros de casi todas las galaxias de tamaño similar o superior al de nuestra Vía Láctea albergan agujeros negros supermasivos centrales", explica Nicholas Stone, coautor del estudio y profesor de la Universidad Hebrea de Jerusalén. 

Entender los orígenes de los agujeros negros

Los orígenes de los agujeros negros supermasivos son un misterio, aunque muchas teorías intentan explicar cómo llegan a existir. Según los científicos, los agujeros negros de masa intermedia podrían ser las semillas de las que crecen los agujeros negros supermasivos. 

"Por lo tanto, si conseguimos saber mejor cuántos agujeros negros intermedios de buena fe existen, esto puede ayudar a determinar qué teorías sobre la formación de agujeros negros supermasivos son correctas", dijo el coautor Peter Jonker, de la Universidad de Radboud.

Materia oscura: agujeros negros como laboratorios para la física de partículas

Por último, las mediciones podrían ayudar a los investigadores de los agujeros negros a poner a prueba las hipótesis sobre su naturaleza la materia oscura, que se cree que componen la mayoría de las cosas en el universo. La materia oscura contiene partículas de elementos que aún no se han encontrado en las pruebas de laboratorio. Los candidatos tienen partículas hipotéticas llamadas bosones ultraligeros, que podrían estar interactuando de forma demostrable con el gigante espacial.

"Si esas partículas existen y tienen masas en un determinado rango, impedirán que un agujero negro de masa intermedia tenga un giro rápido", dijo Nicholas Stone, coautor del estudio. "Sin embargo, el agujero negro de J2150 gira rápido. Así, nuestra medición del espín descarta una amplia clase de teorías de bosones ultraligeros, mostrando el valor de los agujeros negros como laboratorios extraterrestres para la física de partículas".

Editado por Felipe Espinosa Wang.