Los astrónomos que estudian la galaxia Markarian 501 han encontrado un segundo chorro nunca antes visto en su núcleo. Dicen que el chorro apunta a un par de agujeros negros supermasivos que orbitan entre sí aproximadamente cada 121 días, lo suficientemente cerca como para fusionarse en tan solo 100 años. El hallazgo proviene de un equipo dirigido por Silke Britzen del Instituto Max Planck de Radioastronomía.
El equipo anunció el resultado por primera vez en abril. El estudio ahora figura en los Avisos Mensuales de la Royal Astronomical Society y ha estado circulando nuevamente esta semana a través de ScienceDaily. El segundo agujero negro no ha sido visto directamente. Su existencia se infiere del comportamiento del jet.
Si la interpretación es válida, sería extraordinaria: una fusión en una escala de tiempo humana. Se cree que la mayoría de los pares de agujeros negros supermasivos tardan millones de años o más en cerrarse. Una colisión en el transcurso de una vida humana daría a los científicos una rara oportunidad de observar la etapa final en tiempo real.
Un avión que seguía moviéndose
Markarian 501, a unos 464 millones de años luz de distancia, en la constelación de Hércules, es un blazar. Eso significa que uno de sus chorros apunta casi directamente a la Tierra, lo que lo hace extremadamente brillante y fácil de estudiar, pero también difícil de mirar más allá.
El equipo analizó observaciones de radio tomadas en varias frecuencias durante decenas de días durante unos 23 años. Escondido entre el resplandor, encontraron un segundo avión apuntando en una dirección diferente. Al cabo de unas semanas, la posición de ese avión cambió. Pareció emerger de detrás del agujero negro principal, girar alrededor de él en sentido antihorario y luego repetir el movimiento.
“Evaluar los datos fue como estar en un barco. Todo el sistema de reacción está en movimiento”, dijo Britzen en el comunicado del instituto. Dijo que el comportamiento puede explicarse por dos agujeros negros cuyo plano orbital se balancea.
Un evento de un día en junio de 2022 añade evidencia de respaldo. La radiación del sistema pareció formar un anillo, que el equipo interpreta como un anillo de Einstein. Esto sucede cuando la gravedad del agujero negro en primer plano desvía la luz del chorro detrás de él durante una breve alineación con la Tierra.
Un siglo en lugar de millones de años
El récord de 23 años también muestra un ritmo más lento. Los cambios de brillo se repiten aproximadamente cada siete años, lo que los investigadores atribuyen a una oscilación de todo el sistema de chorros y no a la órbita misma. El ciclo más rápido de 121 días es el que relacionan con los dos agujeros negros que giran entre sí, informó EarthSky.
Se estima que cada agujero negro tiene entre 100 y 1.000 millones de veces la masa del Sol. El equipo sitúa a la pareja a una distancia de entre 250 y 540 veces la distancia Tierra-Sol, aproximadamente de 8 a 18 veces la distancia de Neptuno al Sol.
La teoría dice que parejas como esta a menudo quedan estancadas. Cuando dos galaxias se fusionan, sus agujeros negros centrales se hunden al lanzar estrellas cercanas y gas hacia afuera. Alrededor de una separación de aproximadamente un pársec, o aproximadamente 3,2 años luz, ese proceso puede quedarse sin material, dejando al par dando vueltas por más tiempo que la edad del universo. Esto se conoce como el “problema del parsec final”.
Con una separación de no más de 0,0026 pársecs, el par Markarian 501 propuesto ya habría superado esa barrera, señaló ScienceAlert. Desde allí, las ondas gravitacionales se llevan energía lo suficientemente rápido como para reducir rápidamente la órbita. Por eso la estimación de la fusión es de un siglo y no de eones. La línea de tiempo depende en gran medida de las verdaderas masas de los agujeros negros, que son inciertas por un factor de aproximadamente 10.
Las ondas gravitacionales podrían resolverlo
Un par fusionado de este tamaño enviaría ondas gravitacionales, ondas en el espacio-tiempo, a frecuencias extremadamente bajas. Los detectores terrestres como LIGO están diseñados para detectar agujeros negros de masa estelar y no pueden oírlos. En cambio, los astrónomos utilizan matrices de sincronización de púlsares, que rastrean pequeños cambios de sincronización en los pulsos de radio constantes de las estrellas muertas en toda la galaxia.
En 2023, el European Pulsar Timing Array y otras colaboraciones informaron evidencia de un fondo de ondas gravitacionales. Los pares de agujeros negros supermasivos se consideran la principal explicación. El coautor Héctor Olivares dijo que Markarian 501 podría ser una fuente candidata. “Si se detectan ondas gravitacionales, es posible que incluso veamos cómo su frecuencia aumenta constantemente a medida que los dos gigantes se dirigen hacia la colisión”, dijo.
Ese “chirrido” creciente sería la confirmación más clara posible. También mostraría por primera vez cómo se desarrolla la etapa final de una fusión supermasiva, una fase que los modelos actuales no pueden describir con precisión.
La verificación de evidencia: prometedora pero no confirmada
Esta es la interpretación de un solo equipo de evidencia indirecta, publicada en una revista revisada por pares pero aún no confirmada de forma independiente. La cobertura del estudio lo ha descrito como una detección no concluyente. El brillante blazar hace que el núcleo sea difícil de analizar, y el período de 121 días se describe como consistente con una órbita, no como prueba de ello.
Existen otras explicaciones para el movimiento oscilante de un avión, incluidas las inestabilidades dentro de un solo avión. El equipo sostiene que un binario es la explicación más convincente para el conjunto completo de observaciones, pero grupos externos aún no lo han probado con sus propios datos.
Ningún telescopio puede separar los dos agujeros negros directamente. Incluso el Telescopio Event Horizon, que tomó imágenes de los agujeros negros en M87 y la Vía Láctea, carece de resolución. La confirmación dependerá de un monitoreo continuo por radio, una repetición de la señal de la lente y, eventualmente, una detección de ondas gravitacionales.
No hay ningún riesgo para la Tierra, ninguno en absoluto. Una fusión a casi 500 millones de años luz de distancia produciría ondas demasiado débiles para sentirlas. Los instrumentos los registrarían sólo como una señal débil y lenta.
La conclusión: un chorro oculto en Markarian 501 sugiere que dos agujeros negros supermasivos pueden estar en una órbita estrecha y rápida que podría terminar en una fusión en aproximadamente un siglo. Es una predicción basada en pistas indirectas, y los conjuntos de temporización de púlsares y el seguimiento por radio decidirán si se cumple.
Lo que los lectores quieren saber
¿Qué encontraron los astrónomos en Markarian 501?
Un segundo chorro de radio cuyo movimiento repetitivo sugiere dos agujeros negros supermasivos que orbitan entre sí aproximadamente cada 121 días.
¿Cuándo podrían fusionarse los agujeros negros?
En tan sólo 100 años, dependiendo de sus verdaderas masas, que aún son inciertas.
¿Se ha visto el segundo agujero negro?
No. Se infiere del movimiento del segundo chorro y de un breve evento de desviación de la luz en 2022.
¿Por qué es inusual una fusión de 100 años?
Los pares de agujeros negros supermasivos a menudo se estancan a un parsec de distancia durante períodos muy largos. Este par parece estar mucho más cerca, donde las ondas gravitacionales pueden reducir la órbita rápidamente.
¿Cómo podrían los científicos confirmarlo?
Los conjuntos de sincronización del púlsar podrían detectar sus ondas gravitacionales de baja frecuencia, y el monitoreo continuo por radio podría confirmar la órbita.
¿Está la Tierra en peligro?
No. La galaxia está a unos 464 millones de años luz de distancia.
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