¿Cómo surgió el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea? El misterio puede haberse resuelto

Los agujeros negros pueden variar en tamaño, desde aquellos con decenas de veces la masa del Sol hasta los supermasivos, que tienen millones o miles de millones de veces la masa solar. Se sabe que los agujeros negros de baja masa, llamados estelares, se forman cuando una estrella masiva se convierte en supernova. Por esta razón, a menudo se les denomina restos estelares.

Por otro lado, los agujeros negros supermasivos, con miles de millones de masas solares, son más difíciles de explicar en cuanto a su origen. Es imposible que una sola estrella haya creado objetos tan masivos, además, existen otras interrogantes sobre cómo estos agujeros negros llegan al centro de las galaxias, ya que se espera que cada galaxia tenga al menos uno en su núcleo. Todavía quedan muchas preguntas abiertas sobre el origen de estos enigmáticos objetos.

Un equipo de astrónomos de la Universidad de Nevada en Las Vegas, podría haber descubierto una respuesta a este enigma. Específicamente, una explicación de cómo se originó el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea. Entender la formación del agujero negro supermasivo, conocido como Sgr A*, podría revelar detalles sobre la génesis de nuestra galaxia y su impacto en la evolución galáctica.

Agujeros negros supermasivos

Cuando una estrella masiva alcanza el final de su ciclo vital, puede colapsar y transformarse en un agujero negro estelar con una masa decenas de veces superior a la del Sol. No obstante, en los núcleos de las galaxias encontramos agujeros negros con masas de millones o incluso miles de millones de veces la masa solar. Aunque tienen fama de devoradores, no atraen a toda la galaxia hacia su centro, pero sí influyen en la evolución galáctica mediante lo que se conoce como retroalimentación.

Cuando materiales como nubes o estrellas se acercan a un agujero negro supermasivo, el gas se calienta y acelera. Antes de ser absorbido por el agujero negro, el gas puede alcanzar la velocidad necesaria para escapar del horizonte de sucesos. Si este gas que escapa alcanza regiones donde se forman estrellas, puede interferir en ese proceso y prevenir la creación de nuevas estrellas.

Misterio de la formación

Estos objetos han sido objeto de estudio por numerosos equipos de investigación alrededor del mundo. La colaboración EHT es uno de estos equipos, y lograron tomar la primera fotografía de un agujero negro supermasivo. Existen múltiples interrogantes acerca de la formación de estos objetos y su localización en el centro de las galaxias.

Una teoría sugiere que estos objetos se forman mediante la fusión de agujeros negros menores que se combinan progresivamente hasta alcanzar el tamaño actual. Otra teoría se basa en el proceso de acreción, donde los agujeros negros menores capturan materia hasta llegar a estos tamaños. No obstante, las observaciones del James Webb indican que los agujeros negros supermasivos ya existían en el universo temprano, lo que cuestiona estas teorías.

Sgr A*

Estas cuestiones permanecen abiertas para el agujero negro supermasivo de 4 millones de masas solares situado en el centro de la Vía Láctea. Aunque es pequeño comparado con agujeros negros como M87*, que tiene 7 mil millones de masas solares, Sgr A* se clasifica como supermasivo.

Uno de los problemas de Sgr A* es que se lo considera casi un agujero negro inactivo porque no tiene una alta tasa de acreción. A pesar de exhibir momentos donde se capta materia emitiendo una cantidad de radiación, se considera silencioso y complicado de estudiar con tanto detalle . Pese a ello, varios telescopios como el Fermi se centran en observar Sgr A* para responder preguntas al respecto.

¿Cómo se formó Sgr A*?

Se publicó un nuevo artículo en Nature Astronomy donde un grupo de astrónomos utilizó datos de EHT para comprender cómo se pudo haber formado Sgr A*. La idea era utilizar diferentes modelos y simulaciones para comparar con las observaciones. Al probar varios modelos, el equipo descubrió que una colisión con una galaxia satélite llamada Gaia-Encelado en el pasado explicaría el tamaño y el origen de Sgr A*.

Además de la masa, Sgr A* parece tener un giro desalineado que podría haber sido el resultado de una colisión con otro agujero negro. En el caso de la colisión, se cree que la galaxia Gaia-Encelado tenía un agujero negro masivo en su centro que chocó con un agujero negro masivo en el centro de la antigua Vía Láctea, formando lo que conocemos hoy. Este resultado concuerda con el modelo de que los agujeros negros supermasivos se forman a partir de fusiones.

Galaxia Gaia-Encelado

Se cree que esta colisión ocurrió hace 10 mil millones de años, cuando la galaxia satélite Gaia-Encelado estaba parcialmente rodeada por la Vía Láctea. La galaxia satélite todavía orbita alrededor de la Vía Láctea, pero el telescopio Gaia descubrió que hay una corriente de estrellas que conecta nuestra galaxia con ella. Este puente indica que en los últimos mil millones de años fue parcialmente capturado por nuestra Galaxia.

Los estudios muestran que esta colisión provocó un aumento de estrellas y gas en nuestra Galaxia, principalmente en la estructura conocida como halo. El halo abarca la parte central de una galaxia, donde se encuentra el agujero negro supermasivo. Si los nuevos resultados son correctos, durante esta colisión, un agujero negro masivo de la galaxia satélite podría haberse fusionado con el agujero negro masivo de la Vía Láctea en este momento.

Referencia de noticias:

Wang et al 2024 Evidencia de una fusión pasada del agujero negro del Centro Galáctico Nature Astronomy