Billares de agujeros negros en los centros de las galaxias
10/3/2022 de Universidad de Copenhague / Nature
Ilustración de un enjambre de agujeros negros más pequeños girando alrededor de un agujero negro gigante. Las interacciones entre tres agujeros negros, como la mostrada en primer plano, ocurren con cierta frecuencia y tienen una probabilidad alta de convertirse en una fusión con órbita no circular. Crédito: J. Samsing/Niels Bohr Institute.
Un equipo de investigadores ha proporcionado la primera explicación plausible de la razón por la que una de las parejas más masivas de agujeros negros observada hasta la fecha por medio de ondas gravitacionales (la llamada GW190521) parece que se unió siguiendo una órbita no circular. La solución que sugieren implica un caótico drama triple dentro de un disco gigante de gas alrededor de un agujero negro supermasivo en una galaxia muy, muy lejana.
Los agujeros negros supermasivos del centro de las galaxias están rodeados por un disco plano de gas. «En estos ambientes la velocidad y densidad típicas de los agujeros negros son tan altas que los más pequeños rebotan por el disco como en una gigantesca mesa de billar y las órbitas binarias circulares amplias no pueden existir», explica Bence Kocsis (Universidad de Oxford). Además, el disco de gas juega un importante papel capturando agujeros negros más pequeños, que con el tiempo se van acercando al centro y también entre sí. Esto no solo implica que se encuentren y formen parejas sino que dicha pareja puede interaccionar con un tercer agujero negro, conduciendo a un caótico tango entre tres agujeros negros. En estos casos, hasta la mitad de las fusiones de agujeros negros en los discos podrían ser excéntricas.
La teoría del disco plano de gas también ayuda a explicar otras dos características sorprendentes que los astrónomos habían encontrado en el evento GW190521. Las enormes masas de los agujeros negros se habrían alcanzado por fusiones sucesivas en el interior del disco, entre agujeros negros más pequeños atraídos hacia él, mientras que la emisión de luz detectada podría originarse en el gas del disco.
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