Nota de prensa

Un telescopio de ESO descubre la pareja de agujeros negros supermasivos más cercana hallada hasta el momento

30 de Noviembre de 2021

Utilizando el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), un equipo de astrónomas y astrónomos ha revelado la presencia de la pareja de agujeros negros supermasivos más cercanos a la Tierra jamás observados. Los dos objetos también tienen una separación mucho más pequeña que cualquier otro par de agujeros negros supermasivos previamente observados, por lo que acabarán fusionándose en un agujero negro gigante.

Ubicado en la galaxia NGC 7727, en la constelación de Acuario, el par de agujeros negros supermasivos está a unos 89 millones de años luz de distancia de la Tierra. Aunque esto puede parecer lejano, supera el récord anterior de 470 millones de años luz por bastante margen, lo que hace que esta nueva pareja de agujeros negros supermasivos sea la más cercana a nosotros hasta ahora.

Los agujeros negros supermasivos se esconden en el centro de las galaxias masivas y, cuando dos de esas galaxias se fusionan, los agujeros negros terminan en curso de colisión. El par de NGC 7727 batió el récord de la separación más pequeña entre dos agujeros negros supermasivos, ya que se observa que están a solo 1600 años luz de distancia en el cielo. "Es la primera vez que encontramos dos agujeros negros supermasivos que están tan cerca el uno del otro, menos de la mitad de la separación del poseedor del récord anterior", afirma Karina Voggel, astrónoma del Observatorio de Estrasburgo en Francia y autora principal del estudio publicado en línea hoy en la revista Astronomy & Astrophysics.

"La pequeña separación y la velocidad de los dos agujeros negros indican que se fusionarán en un agujero negro monstruoso, probablemente dentro de los próximos 250 millones de años", agrega el coautor, Holger Baumgardt, profesor de la Universidad de Queensland, Australia. La fusión de agujeros negros como estos podría explicar el proceso de formación de los agujeros negros más masivos del universo.

Voggel y su equipo pudieron determinar las masas de los dos objetos observando cómo influye la atracción gravitacional de los agujeros negros en el movimiento de las estrellas que hay a su alrededor. Se descubrió que el agujero negro más grande, ubicado justo en el núcleo de NGC 7727, tenía una masa casi 154 millones de veces la del Sol, mientras que su compañera tiene 6,3 millones de masas solares.

Es la primera vez que las masas se miden de esta manera en el caso de una pareja de agujeros negros supermasivos. Esta hazaña fue posible gracias a la proximidad del sistema a la Tierra y a las detalladas observaciones que el equipo obtuvo en el Observatorio Paranal, en Chile, utilizando el instrumento MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer, explorador espectroscópico multiunidad), instalado en el VLT de ESO, un instrumento con el que Voggel aprendió a trabajar durante su etapa como estudiante en ESO. La medición de las masas con MUSE, y el uso de datos adicionales del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA, permitió al equipo confirmar que los objetos de NGC 7727 eran, de hecho, agujeros negros supermasivos.

La comunidad astronómica sospechaba que la galaxia albergaba dos agujeros negros, pero no habían podido confirmar su presencia hasta ahora, ya que no vemos grandes cantidades de radiación de alta energía proveniente de su entorno inmediato, lo que de otro modo los delataría. "Nuestro hallazgo implica que podría haber muchas más de estas reliquias fruto de fusiones de galaxias por ahí y pueden contener muchos agujeros negros masivos ocultos que aún esperan ser encontrados", afirma Voggel. "El número total de agujeros negros supermasivos conocidos en el universo local podría aumentar en un 30 por ciento".

Se espera que la búsqueda de parejas de agujeros negros supermasivos ocultos de manera similar dé un gran salto adelante con el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, que comenzará a operar a finales de esta década en el desierto de Atacama, en Chile. Según el coautor, Steffen Mieske, astrónomo de ESO en Chile y Jefe de Operaciones Científicas de ESO en Paranal, "La detección de esta pareja de agujeros negros supermasivos es solo el comienzo. Con el instrumento HARMONI del ELT podremos hacer detecciones como esta considerablemente más allá de lo que es posible actualmente. El ELT de ESO será fundamental para comprender estos objetos".

Información adicional

Esta investigación se presenaó en un artículo científico titulado "First Direct Dynamical Detection of a Dual Super-Massive Black Hole System at sub-kpc Separation", que aparece en la revista Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202140827).

El equipo está compuesto por Karina T. Voggel (Universidad de Estrasburgo, CNRS, Observatorio Astronómico de Estrasburgo, Francia); Anil C. Seth (Universidad de Utah, Salt Lake City, EE.UU. [UofU]); Holger Baumgardt (Escuela de Matemáticas y Física, Universidad de Queensland, St. Lucia, Australia); Bernd Husemann (Instituto Max-Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania [MPIA]); Nadine Neumayer (MPIA); Michael Hilker (Observatorio Europeo Austral, Garching- Múnich, Alemania); Renuka Pechetti (Instituto de Investigación Astrofísica, Universidad John Moores de Liverpool, Liverpool, Reino Unido); Steffen Mieske (Observatorio Europeo Austral, Santiago de Chile, Chile); Antoine Dumont (UofU) e Iskren Georgiev (MPIA).

El Observatorio Europeo Austral (ESO) pone a disposición de la comunidad científica mundial los medios necesarios para desvelar los secretos del Universo en beneficio de todos. Diseñamos, construimos y operamos observatorios de vanguardia basados en tierra -utilizados por la comunidad astronómica para abordar preguntas emocionantes y difundir la fascinación por la astronomía- y promovemos la colaboración internacional en astronomía. Establecida como organización intergubernamental en 1962, hoy ESO cuenta con el apoyo de 16 Estados Miembros (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza), junto con Chile, país anfitrión, y con Australia como socio estratégico. La sede de ESO y su planetario y centro de visitantes, el ESO Supernova, se encuentran cerca de Múnich (Alemania), mientras que el desierto chileno de Atacama, un lugar maravilloso con condiciones únicas para observar el cielo, alberga nuestros telescopios. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), así como dos telescopios de rastreo: VISTA, que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. En Chajnantor, junto con socios internacionales, ESO opera APEX y ALMA, dos instalaciones que observan los cielos en el rango milimétrico y submilimétrico. En Cerro Armazones, cerca de Paranal, estamos construyendo "el ojo más grande del mundo para mirar el cielo": el Telescopio Extremadamente Grande de ESO (ELT, Extremely Large Telescope). Desde nuestras oficinas en Santiago (Chile), apoyamos el desarrollo de nuestras operaciones en el país y nos comprometemos con los socios chilenos y con la sociedad chilena.

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

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Strasbourg, France
Correo electrónico: karina.voggel@astro.unistra.fr

Holger Baumgardt
School of Mathematics and Physics, University of Queensland
St. Lucia, Queensland, Australia
Teléfono: +61 (0)7 3365 3430
Correo electrónico: h.baumgardt@uq.edu.au

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso2117.