Se buscan agujeros negros masivos deambulando por nuestra galaxia

Por eso conocemos bastante bien cómo se desarrollan las fusiones entre galaxias , las fuerzas que entran en juego y cómo, al final, quedan distribuidas sus cientos de miles de millones de estrellas. Sin embargo, no sabemos nada, o casi nada, de lo que sucede con los enormes agujeros negros supermasivos que hay en los centros de esas mismas galaxias. ¿Se fusionan también, para dar lugar a un «monstruo» aún más grande? ¿O o o pueden fusionarse y siguen cada uno su camino?

Los cálculos de los astrónomos dicen que esos enormes y oscuros núcleos galácticos, cuyas masas pueden llegar a ser decenas de miles de millones de veces mayores que la del Sol podrían, si se dan ciertas condiciones, fusionarse para dar lugar a agujeros negros aún más grandes , enviando por todo el espacio-tiempo. gigantescas ondas gravitacionales.

Pero esas mismas simulaciones también dicen que si en la fusión entre galaxias existiera alguna asimetría, algo bastante habitual, el agujero negro recién forjado podría ser expulsado violentamente de la galaxia y condenado a vagar en solitario a través del Universo. ¿En solitario? No del todo, porque en su huída arrastraría a todo un enjambre de estrellas revoloteando a su alrededor, dando lugar a un extraño objeto teorizado a finales de la pasada década de los noventa y denominado «Sistema Estelar Hipercompacto» (HCSS por sus siglas en inglés). Se vería como un agujero negro supermasivo rodeado por un apretado grupo de estrellas capturadas por su gravedad y moviéndose por su cuenta en la inmensidad del espacio.

La existencia de los HCSS sería, por sí misma, una sólida prueba del fenómeno de expulsión de agujeros negros supermasivos de sus galaxias por medio de lo que se conoce como «retroceso de ondas gravitacionales». El único problema es que aún no se ha encontrado ninguno.

Para facilitar la búsqueda, los astrónomos han seguido otra estrategia. La idea es que si ese fenómeno sucede a la enorme escala de un agujero negro supermasivo, también debería ocurrir en escalas más pequeñas. Sabemos, por ejemplo, que los agujeros negros más pequeños, los de masa estelar, pueden fusionarse. De hecho, los detectores de ondas gravitacionales han podido ya observar un buen número de esas fusiones.

Y luego están los llamados «agujeros negros de masa intermedia» . Es decir, ni tan pequeños como estrellas ni tan grandes como los agujeros negros supermasivos. Pero su existencia no está comprobada. Sin embargo, cuando nuestra galaxia, la Vía Láctea, era mucho más joven que ahora, probablemente también su agujero negro central, Sagitario A*, que hoy tiene cuatro millones de masas solares, era mucho más pequeño.

Y la colisión con una galaxia enana (y con un agujero negro central también más pequeño) podría haber dado lugar a uno, o a varios, de estos agujeros negros de masa intermedia, de entre 100 y 10.000 veces la masa del Sol y que también habrían sido expulsados del centro galáctico. La idea es que, igual que sus «hermanos mayores», también estos agujeros negros de masa intermedia irían acompañados por un séquito de estrellas . En otras palabras, serían como pequeños HCSS.

Las simulaciones de los científicos predicen que deberían de existir varios centenares de estos agujeros negros en el halo de nuestra galaxia. Desgraciadamente, tampoco se ha encontrado ninguno hasta ahora.

De hecho, la evidencia sobre la existencia de agujeros negros de masa intermedia es, por ahora, bastante escasa. Considerados como el «eslabón perdido» de los agujeros negros , algunos estudios se han acercado mucho a su descubrimiento, aunque por el momento no ha habido resultados concluyentes. Su misma existencia es objeto de debate.

Así las cosas, un equipo de astrónomos del Instituto Holandés de Investigación Espacial (SRON) y la Universidad de Redboud, en los Países Bajos, tuvo la brillante idea de que algunos HCSS podrían haber sido ya recogidos por estudios anteriores y estar «perdidos entre los datos» de la misión Gaia o el Sloan Digital Sky Survey. De modo que se pusieron a revisar antiguos set de datos en busca de señales de HCSS.

Al hacerlo, sin embargo, se dieron cuenta de que nadie había hecho predicciones detalladas de cómo deberían ser exactamente esos cúmulos estelares hiper compactos, de modo que, aunque estuvieran en los datos, no existía un juego de herramientas capaz de identificarlos.

En un estudio recién publicado en « Monthly Notices of the Royal Astronomical Society », los investigadores simularon cómo debían ser los HCSS, con predicciones detalladas de sus colores, apariencia y espectros. Pero no solo eso, sino mostrando cómo aparecerían los grupos de datos de los HCSS en medio del resto de datos de la observación e, incluso, mostrando cómo se verían esos extraños objetos en una imagen de telescopio.

Lo cierto es que el equipo de investigadores no ha conseguido aún identificar un HCSS. Según explican, ese será, precisamente, el siguiente paso de su investigación. Pero la publicación de sus simulaciones significa que a partir de ahora también otros astrónomos tendrán las herramientas para buscar estos esquivos objetos espaciales.

Si alguien lo consigue, además de haber encontrado un Sistema Estelar Hiper compacto habrá demostrado, también, que los agujeros negros de masa intermedia existen de verdad. En palabras de David Lena, primer firmante del artículo, «si de hecho encontramos grupos estelares hiper compactos, al mismo tiempo demostraremos la existencia de agujeros negros de masa intermedia».

Queda abierta la cuestión de si los agujeros negros supermasivos, con masas que van desde millones a miles de millones de veces la del Sol, son o no capaces de fusionarse . Algunos cálculos sugieren que si dos de ellos se acercaran lo suficiente (a un parsec de distancia, lo que equivale s 3,2 años luz), su propia energía orbital los mantendría orbitándose mutuamente y de forma estable incluso durante miles de millones de años.

Lo que sí sabemos es que los agujeros negros de masa estelar (entre 5 y 100 veces la masa del Sol) sí que pueden fusionarse. Y si se consigue encontrar algún HCSS en el halo de nuestra galaxia, eso será una prueba de que también los agujeros negros de masa intermedia pueden hacerlo, lo que aumentaría la probabilidad de que los agujeros negros más grandes pudieran fusionarse también.

Esas esquivas y compactas bolas de estrellas que son los HCSS, pues, son la clave para resolver de un solo golpe varios misterios espaciales. Ahora solo queda encontrarlas.