Confirmado un agujero negro extranuclear en una galaxia enana cercana

Astrónomos liderados por el Observatorio Astronómico de Shanghái han descubierto un agujero negro errante en una galaxia enana situada a unos 230 millones de años luz de distancia.

A diferencia de los agujeros negros típicos, este no se encuentra en el centro galáctico, sino que está desplazado casi un kilopársec y emite chorros de radio. Este agujero negro extranuclear, in situ, con acreción y chorros, hallado en una galaxia enana cercana, es uno de los casos más cercanos y convincentes confirmados hasta la fecha.

El descubrimiento, publicado en línea en Science, refuerza la idea de que el crecimiento de los agujeros negros no se limita a los centros galácticos, ofreciendo una nueva perspectiva sobre cómo los agujeros negros supermasivos pudieron crecer tan rápidamente en el universo primitivo.

En la imagen común del cosmos, los agujeros negros suelen considerarse el "corazón" de las galaxias. Sin embargo, un número creciente de observaciones muestra que algunos agujeros negros no permanecen obedientemente en el centro galáctico. En cambio, se desplazan, vagando por el disco galáctico o sus alrededores. Estos agujeros negros desplazados se denominan agujeros negros errantes, como viajeros perdidos que vagan a la deriva por el universo.

¿POR QUÉ BUSCARLOS EN GALAXIAS ENANAS?

Las galaxias enanas tienen masas menores y una historia evolutiva relativamente más simple. Actúan como "fósiles cósmicos" que preservan pistas sobre el crecimiento temprano de los agujeros negros. La teoría predice que el retroceso gravitacional tras las fusiones de galaxias, o las interacciones que involucran múltiples cuerpos, puede expulsar fácilmente a los agujeros negros de los pozos gravitacionales poco profundos de las galaxias enanas, dejándolos vagando a miles de años luz de distancia. Algunas simulaciones incluso sugieren que una fracción considerable de los agujeros negros de galaxias enanas podría estar desplazada casi un kilopársec (unos 3.000 años luz). Sin embargo, durante mucho tiempo, se ha carecido de evidencia observacional directa e inequívoca.

El estudio, dirigido por el Dr. AN, se centró en una galaxia enana llamada MaNGA 12772-12704, ubicada a tan solo unos 230 millones de años luz de la Tierra. Utilizando datos de unidades de campo integral del sondeo Mapping Nearing Galaxies at Apache Point Observatory (MaNGA), descubrieron que esta galaxia exhibe débiles firmas de núcleo galáctico activo (AGN).

Aunque su morfología general es regular y no muestra signos evidentes de fusión ni de un AGN doble, destacó una característica clave: la emisión de radio asociada está desplazada del centro geométrico de la galaxia en casi un kilopársec (kpc). Observaciones posteriores con el Very Long Baseline Array (VLBA) a 1,6 y 4,9 GHz revelaron que la fuente se encuentra a 2,68 segundos de arco del centro galáctico (equivalente a 0,94 kpc), con una temperatura de brillo del núcleo de radio superior a mil millones de kelvin. A 1,6 GHz, detectaron una estructura en chorro que se extiende unos 2,2 parsecs (7,2 años luz) hacia el sureste. Estas son características típicas de los AGN.

FARO CÓSMICO

Además, al analizar datos de archivo que abarcan el período 1993-2023, los investigadores descubrieron que la fuente presenta una variabilidad irregular a largo plazo, aumentando y disminuyendo su brillo a lo largo de décadas. Este comportamiento es coherente con la acreción sostenida in situ en un agujero negro y se distingue claramente de la disminución monótona típica de los remanentes de supernova, descartando eficazmente a estos "impostores". Basándose en la masa estelar de la galaxia anfitriona, se estima que la masa del agujero negro es unas 300.000 veces la del Sol, lo que lo sitúa en la categoría de agujero negro de masa intermedia (IMBH).

Conjuntamente, confirmaron que se trata, en efecto, de un agujero negro extranuclear con chorros en acreción activa, el caso más cercano y con mayor fiabilidad de su tipo. "Es como un faro cósmico iluminado por un agujero negro errante; aunque se ha alejado del centro galáctico, aún brilla con una energía potente", afirmó en un comunicado el Dr. Liu Yuanqi, coautor del estudio.