Hallan un agujero negro que gira más lento de lo esperado y nadie sabe por qué

El Observatorio de rayos X Chandra de la NASA muestra que un agujero negro supermasivo en el centro de H1821+643, un cuásar a unos 3 400 millones de años luz de distancia de la Tierra, gira aproximadamente a la mitad de la velocidad de la luz; gira más lento que la mayoría de sus primos más pequeños.

El motivo, desconocido

Los agujeros negros supermasivos contienen millones o incluso miles de millones de veces más masa que el Sol. Los astrónomos creen que casi todas las galaxias grandes tienen en su corazón un agujero negro supermasivo. Si bien la existencia de agujeros negros supermasivos ya es bien conocida por la ciencia, hace poco pudimos ver la primera simulación del agujero negro de la Vía Láctea, Sagitario A*, los científicos todavía trabajan para comprender cómo crecen y evolucionan estos gigantes cósmicos.

Tienen fuertes tirones gravitatorios, y nada, ni siquiera la luz, puede escapar de sus garras. Eso afecta nuestra capacidad para mirarlos a ellos y a sus regiones cercanas. Un dato crucial es saber cómo de rápido giran los agujeros negros. "Cada agujero negro se puede definir con solo dos números: su giro y su masa", afirma Julia Sisk-Reynes del Instituto de Astronomía de Cambridge (IoA), líder del trabajo que publica la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. "Si bien eso suena bastante simple, calcular esos valores para la mayoría de los agujeros negros ha resultado ser increíblemente difícil".

Según los datos, este agujero negro en crecimiento activo en contiene entre 3 y 30 000 millones de masas solares, lo que lo convierten en uno de los más masivos conocidos. Sagitario A*, por el contrario, tiene una masa de alrededor de 4 millones de masas solares.

Gira más lento

Los astrónomos analizaron datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Descubrieron que el agujero negro supermasivo H1821+643 está ubicado en el punto brillante en el centro de la emisión de radio y rayos X. Debido a que un agujero negro giratorio arrastra el espacio consigo y permite que la materia orbite más cerca de él de lo que es posible para uno que no gira, los datos de rayos X pueden mostrar a qué velocidad gira el agujero negro en cuestión.

Los estudios del espectro de H1821+643 muestran que la velocidad de rotación del agujero negro es extraña, en comparación con otros menos masivos que giran a una velocidad cercana a la de la luz; algo que sorprendió al equipo.

¿Será por su forma de aumentar de tamaño?

Este giro relativamente lento respalda la idea de que los agujeros negros más masivos, como H1821+643, experimentan la mayor parte de su crecimiento fusionándose con otros agujeros negros, o porque el gas es atraído hacia adentro en direcciones aleatorias cuando sus grandes discos se rompen. Es probable que los agujeros negros supermasivos que crecen de esta manera a menudo experimenten grandes cambios de giro, incluida la desaceleración o la torsión en la dirección opuesta, dicen los expertos. Por lo tanto, “la predicción es que se debe observar que los agujeros negros más masivos tienen un rango más amplio de velocidades de giro que sus parientes menos masivos”.

Este es el agujero negro más masivo con una medición de giro precisa y da pistas sobre cómo crecen algunos de los agujeros negros más grandes del universo. Quizá esto nos dé una idea de lo que sucederá con el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia dentro de miles de millones de años cuando la galaxia Andrómeda colisione con la Vía Láctea y otras galaxias.

Referencia: Júlia Sisk-Reynés et al. 2022. Evidence for a moderate spin from X-ray reflection of the high-mass supermassive black hole in the cluster-hosted quasar H1821+643. MNRAS 514 (2): 2568-2580; doi: 10.1093/mnras/stac1389