Descubren una docena de agujeros negros en el centro de la Vía Láctea, alrededor de Sagitario A

Supone el primer hallazgo que apoya una predicción de décadas de antigüedad, abriendo así una nuevas oportunidades para comprender mejor el universo.

"Todo lo que quieras aprender sobre la forma en que los grandes agujeros negros interactúan con pequeños agujeros negros, puedes aprenderlo estudiando esta distribución", señala el astrofísico de Columbia Chuck Hailey, codirector del Columbia Astrophysics Lab y autor principal del estudio, que aparece publicado en 'Nature'.

"La Vía Láctea es realmente la única galaxia que tenemos donde podemos estudiar cómo los agujeros negros supermasivos interactúan con los pequeños, porque simplemente no podemos ver sus interacciones en otras galaxias. En cierto sentido, este es el único laboratorio que tenemos para estudiar este fenómeno", explica.

Durante más de dos décadas, los investigadores han buscado infructuosamente pruebas que apoyen la teoría de que miles de agujeros negros rodean agujeros negros supermasivos (SMBH) en el centro de grandes galaxias.

"Solo hay unas cinco docenas de agujeros negros conocidos en toda la galaxia --100.000 años luz de ancho-- y se supone que hay de 10.000 a 20.000 de estas cosas en una región de solo seis años luz de ancho que nadie ha podido encontrar", señala Hailey, que agrega que se han realizado búsquedas infructuosas de agujeros negros alrededor de Sagitario A, el SMBH más cercano a la Tierra y, por lo tanto, el más fácil de estudiar.

Hailey explica que Sagitario A está rodeado por un halo de gas y polvo que proporciona el caldo de cultivo perfecto para el nacimiento de estrellas masivas, que viven, mueren y podrían convertirse en agujeros negros. Además, se cree que los agujeros negros del exterior del halo caen bajo la influencia del SMBH a medida que pierden su energía, lo que hace que se acerquen a la SMBH, donde se mantienen cautivos por su fuerza.

Si bien la mayoría de los agujeros negros atrapados permanecen aislados, algunos capturan y se unen a una estrella que pasa, formando un binario estelar. Los investigadores creen que hay una gran concentración de estos agujeros negros aislados y apareados en el Centro Galáctico, formando una cúspide de densidad que se llena cada vez más a medida que disminuye la distancia al SMBH.

UNOS 10.000 AGUJEROS NEGROS AISLADOS

En el pasado, los intentos fallidos de encontrar evidencia de dicha cúspide se han centrado en buscar la brillante explosión de rayos X que a veces ocurre en los binarios del agujero negro.

"Es una forma obvia de querer buscar agujeros negros, pero el Centro Galáctico está tan lejos de la Tierra que esas explosiones son lo suficientemente fuertes y brillantes como para ver una vez cada 100 o 1.000 años", comenta Hailey. Para detectar binarios de agujeros negros, Hailey y sus colegas se dieron cuenta de que tendrían que buscar los rayos X más débiles pero más estables emitidos cuando los binarios están inactivos.

"Sería tan fácil si los binarios de agujeros negros rutinariamente emitieran grandes ráfagas como lo hacen los binarios de estrella de neutrones, pero no es así, así que tuvimos que encontrar otra forma de buscarlos --explica--. Los agujeros negros aislados y sin unir son simplemente negros, no hacen nada. Por eso, buscar agujeros negros aislados tampoco es una forma inteligente de encontrarlos. Pero cuando los agujeros negros se aparean con una estrella de masa baja, el matrimonio emite estallidos de rayos X que son más débiles, pero constantes y detectables. Si pudiéramos encontrar agujeros negros que están acoplados con estrellas de masa baja y sabemos qué fracción de agujeros negros se unirán con estrellas de masa baja, podríamos inferir científicamente la población de agujeros negros aislados ahí".

Hailey y sus colegas recurrieron a los datos de archivo del Observatorio de Rayos X Chandra para probar su técnica. Buscaron firmas de rayos X de binarios de masas de agujero negro bajo en su estado inactivo y pudieron encontrar 12 dentro de tres años luz, de Sagitario A. Después, analizaron las propiedades y la distribución espacial de los sistemas binarios identificados y extrapolaron de sus observaciones que debe de haber entre 300 y 500 binarios de masa baja de agujero negro y aproximadamente 10.000 agujeros negros aislados en el área que rodea Sagitario A.

"Este hallazgo confirma una teoría importante y las implicaciones son muchas", asegura Hailey, pues reivindica que "avanzará significativamente en la investigación de ondas gravitacionales porque conocer el número de agujeros negros en el centro de una galaxia típica puede ayudar a predecir con mayor precisión cuántos eventos de ondas gravitacionales pueden estar asociados con ellos". "Toda la información que los astrofísicos necesitan está en el centro de la galaxia", añade.