Descubren por primera vez tres agujeros negros supermasivos en el centro de una galaxia

Las galaxias masivas como la Vía Láctea generalmente consisten en cientos de miles de millones de estrellas y albergan un agujero negro con una masa desde varios millones hasta varios cientos de millones de masas solares en sus centros. La galaxia conocida como NGC 6240 se clasifica como una galaxia irregular debido a su forma particular. Hasta ahora, los astrónomos han asumido que se formó por la colisión de dos galaxias más pequeñas y, por lo tanto, contiene dos agujeros negros en su núcleo. Estos antepasados galácticos se movieron uno hacia el otro a velocidades de cientos de kilómetros por segundo y todavía están en proceso de fusión.

«A través de nuestras observaciones con una resolución espacial extremadamente alta, pudimos demostrar que el sistema de galaxias NGC 6240 que interactúa alberga no dos, como se suponía anteriormente, sino tres agujeros negros supermasivos en su centro», informa el profesor Wolfram Kollatschny de la Universidad de Gotinga,autor principal del estudio.

Cada uno de los tres pesos pesados tiene una masa de más de 90 millones de soles. Están ubicados en un volumen de espacio de menos de 3.000 años luz de diámetro, es decir, en menos de una centésima parte del tamaño total de la galaxia. «Tal concentración de tres agujeros negros supermasivos no se había descubierto antes en el universo», agrega el Peter Weilbacher, del Instituto Leibniz de Astrofísica en Potsdam (AIP). «El presente caso proporciona evidencia de un proceso de fusión simultánea de tres galaxias junto con sus agujeros negros centrales», señala.

El descubrimiento de este sistema triple puede ayudar a comprender la evolución de las galaxias a lo largo del tiempo. Hasta ahora no ha sido posible explicar cómo se formaron las galaxias más grandes y masivas que conocemos, simplemente a través de la interacción de galaxias normales y procesos de fusión en el transcurso de los últimos 14.ooo millones de años, es decir, la edad aproximada de nuestro universo. «Sin embargo, si se produjeron procesos de fusión simultáneos de varias galaxias, entonces las galaxias más grandes con sus agujeros negros supermasivos centrales pudieron evolucionar mucho más rápido», resume Peter Weilbacher. «Nuestras observaciones proporcionan la primera indicación de este escenario».

Las observaciones únicas de alta precisión de la galaxia NGC 6240 se obtuvieron utilizando el espectrógrafo 3D MUSE montado en el telescopio VLT de 8 m en Chile, un telescopio operado por el Observatorio Europeo Austral (ESO). El espectrógrafo se usó en modo espacial de alta resolución junto con cuatro estrellas láser generadas artificialmente y un sistema de óptica adaptativa. Gracias a esta sofisticada tecnología, se pudieron obtener imágenes con una nitidez similar a la del telescopio espacial Hubble, pero con el beneficio adicional de tener un espectro para cada píxel de imagen. Estos espectros fueron esenciales para determinar el movimiento y las masas de los agujeros negros supermasivos en NGC 6240.

Los científicos predicen que la fusión inminente de los agujeros negros supermasivos en unos pocos millones de años también generará ondas gravitacionales muy fuertes. En el futuro previsible, las señales de objetos similares se podrán medir con el detector de ondas gravitacionales LISA planificado, y se podrán descubrir más sistemas de fusión.