Nunca antes se había visto nada parecido en ningún otro lugar del universo.

Esta foto de archivo del Hubble captura una característica lineal curiosa que es tan inusual que primero se descartó como una distorsión provocada por rayos cósmicos en las cámaras del telescopio. Crédito: NASA, ESA, Pieter van Dokkum (Yale). Procesamiento de imagen: Joseph DePasquale (STScI).

El universo es tan caprichoso que incluso las cosas más pequeñas que pueden pasar desapercibidas pueden tener profundas implicaciones. Eso es lo que le sucedió al astrónomo de Yale, Pieter van Dokkum, cuando estaba mirando imágenes del telescopio espacial Hubble y notó una supuesta imperfección que parecía un rasguño en una película fotográfica.

Para las cámaras electrónicas del Hubble, los rayos cósmicos que pasan rozando el detector parecen «arañazos». Pero una vez que se realizó la espectroscopia en la extraña raya, van Dokkum se dio cuenta de que en realidad era una cadena de estrellas azules jóvenes de 200,000 años luz de largo —el doble del diámetro de nuestra galaxia— ubicada en la mitad del universo.

El astrónomo de Yale y sus colegas creen que se extiende entre un monstruoso agujero negro fugitivo y la galaxia de la que fue expulsado.

Con un peso de 20 millones de soles, este coloso invisible debe estar comprimiendo gas a lo largo de su estela, que se condensa para formar estrellas. Y lo está haciendo atravesando el espacio intergaláctico tan rápido que si estuviera en nuestro sistema solar podría viajar de la Tierra a la Luna en 14 minutos.

Es probable que sea el resultado de un raro y extraño juego de billar galáctico entre tres enormes agujeros negros.

Como la estela de un barco

En lugar de engullir estrellas delante de él, como un Pac-Man cósmico, el veloz agujero negro se abre camino hacia el gas para desencadenar la formación de nuevas estrellas a lo largo de un estrecho corredor. Se está moviendo demasiado rápido como para tomarse un refrigerio. Nunca antes se había visto nada parecido, pero fue capturado accidentalmente por el telescopio espacial Hubble de la NASA.

«Creemos que estamos viendo una estela detrás del agujero negro donde el gas se enfría y puede formar estrellas. Entonces, estamos viendo la formación de estrellas detrás del agujero negro», explicó Van Dokkum. «Lo que estamos viendo son las secuelas. Como la estela detrás de un barco, estamos viendo la estela detrás del agujero negro».

Representación artística de un agujero negro supermasivo fuera de control que fue expulsado de su galaxia anfitriona. A medida que atraviesa el espacio intergaláctico, comprime gas tenue frente a él. Esto precipita el nacimiento de estrellas azules calientes. Crédito: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI).

El rastro debe tener muchas estrellas nuevas, dado que es casi la mitad de brillante que la galaxia anfitriona a la que está vinculado.

El agujero negro se encuentra en un extremo de la columna, que se extiende hasta su galaxia madre. Hay un nudo notablemente brillante de oxígeno ionizado en la punta más externa de la columna. Los investigadores creen que es probable que el gas esté siendo impactado y calentado por el movimiento del agujero negro que golpea el gas, o podría ser la radiación de un disco de acreción alrededor del agujero negro.

«El gas que se encuentra frente a él recibe una descarga debido a este impacto supersónico de muy alta velocidad del agujero negro que se mueve a través del gas. No se sabe cómo funciona exactamente», dijo van Dokkum.

Serendipia

«De pura casualidad nos topamos con él. Estaba buscando cúmulos de estrellas globulares en una galaxia enana cercana y escaneando a través de la imagen del Hubble cuando noté que teníamos una pequeña raya. Inmediatamente pensé, “oh, un rayo cósmico golpeando el detector de la cámara y causando un artefacto de imagen lineal”. Cuando eliminamos los rayos cósmicos nos dimos cuenta de que todavía estaba allí. No se parecía a nada que hayamos visto antes», contó el hombre de Harvard.

Crédito:: NASA, ESA, Pieter van Dokkum (Yale). Procesamiento de imagen: Joseph DePasquale (STScI).

Debido a que era tan extraño, van Dokkum y su equipo realizaron una espectroscopia de seguimiento con los Observatorios W. M. Keck en Hawái, lo que les permitió hallar el rastro de estrellas descrito como «bastante asombroso, muy, muy brillante y muy inusual».

Esto llevó a la conclusión de que estaban viendo las consecuencias de un agujero negro que volaba a través de un halo de gas que rodeaba la galaxia anfitriona.

Fusión de galaxias

Este cohete intergaláctico es probablemente el resultado de múltiples colisiones de agujeros negros supermasivos. Los astrónomos sospechan que las dos primeras galaxias se fusionaron hace quizás 50 millones de años. Eso reunió dos agujeros negros supermasivos en sus centros. Giraron uno alrededor del otro como un agujero negro binario.

Luego apareció otra galaxia con su propio agujero negro supermasivo. Esto sigue el viejo modismo: «dos son compañía y tres son multitud». Los tres agujeros negros mezclándolo dieron lugar a una configuración caótica e inestable. Uno de ellos robó el impulso de los otros dos agujeros negros y fue expulsado de la galaxia anfitriona. El binario original puede haber permanecido intacto, o el nuevo agujero negro intruso puede haber reemplazado a uno de los dos que estaban en el binario original y expulsado al compañero anterior.

Cuando el único agujero negro despegó en una dirección, los agujeros negros binarios se dispararon en la dirección opuesta. Hay una característica que se ve en el lado opuesto de la galaxia anfitriona que podría ser el agujero negro binario fuera de control. La evidencia circunstancial de esto es que no hay señales de que quede un agujero negro activo en el núcleo de la galaxia.

El siguiente paso es hacer observaciones de seguimiento con el telescopio espacial James Webb de la NASA y el Observatorio de rayos X Chandra para confirmar la explicación del agujero negro.

El artículo de investigación ha sido publicado hoy en The Astrophysical Journal Letters.

Fuente: Hubble. Edición: MP.