Cómo surgieron los agujeros negros más grandes del universo

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La generación actual de instrumentos de observación ha comenzado a llenar los vacíos. Virgo, LIGO y observatorios similares están proporcionando "información demográfica" cada vez más profunda sobre el tamaño, la edad y la ubicación de la población de agujeros negros del Universo.

Pero para completar este tipo de datos sobre los agujeros negros supermasivos, los investigadores necesitarán detectores aún más grandes.

Los esfuerzos para medir los agujeros y la "óptica adaptativa"

En la década de 2030, la NASA y la Agencia Espacial Europea lanzarán la ambiciosa Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA, por sus siglas en inglés), que comprende tres satélites que vuelan en un triángulo con lados de 2,5 millones de kilómetros de largo.

Esta matriz funcionará con principios similares a los de Ligo y Virgo, pero su escala masiva le permitirá detectar ondas gravitacionales de agujeros negros muy grandes más allá del alcance de la tecnología existente.

Pero hay otras formas más directas de ver los agujeros negros.

El telescopio Event Horizons capturó recientemente las primeras imágenes fotográficas de agujeros negros, sacando a estos misteriosos objetos de las sombras y revelando más sobre su naturaleza y los efectos de su gravedad y magnetismo en las galaxias que habitan.

Los astrofísicos también pueden rastrear el movimiento de estrellas en órbitas cercanas alrededor de los agujeros negros en el núcleo galáctico, extrapolando información sobre los objetos masivos en su centro.

La mayoría de las observaciones de este tipo se basan en telescopios terrestres que utilizan una tecnología llamada "óptica adaptativa".

Los observadores analizan una estrella brillante (o un rayo láser generado por humanos) para medir las distorsiones atmosféricas que, de otro modo, reducirían la calidad de la imagen.

Las señales controladas por computadora corrigen estas distorsiones mediante pequeños ajustes a la forma física del espejo del telescopio.

El resultado son observaciones precisas de los corazones de galaxias a miles de millones de años luz de distancia y una gran cantidad de datos sobre sus agujeros negros supermasivos.

Neumayer fue una de las primeras científicas en utilizar la óptica adaptativa para estudiar los núcleos galácticos.

"Fue simplemente alucinante que pudieras tener una mejor resolución desde la Tierra que desde el telescopio espacial Hubble", comenta.

"Trabajé en la medición de masas específicas de agujeros negros. Existe una estrecha correlación: cuanta más masa tiene una galaxia, más masivo es su agujero negro supermasivo central", apunta.

A pesar de esta correlación, no hay evidencia clara de que las galaxias masivas creen agujeros negros masivos, o viceversa. Están conectados, pero la naturaleza de esa conexión sigue siendo un misterio.

Una parte de la explicación podría involucrar colisiones entre galaxias.

La mayoría de los dos billones de galaxias observables del universo se están alejando entre sí, pero ocurren muchas colisiones, creando oportunidades para que dos agujeros negros centrales muy grandes se fusionen en algo aún más grande.

Algunos científicos creen que esta podría ser la forma en que se forman los agujeros negros supermasivos verdaderamente monstruosos.

Cuando los agujeros negros estelares comparativamente pequeños chocan, liberan enormes cantidades de energía durante una fracción de segundo, produciendo un destello tan brillante que eclipsa brevemente todo lo demás en el cielo.