Varios grupos de investigación internacionales ya han confirmado la teoría de que hay dos agujeros negros en el centro de la lejana galaxia OJ 287, sugerida por primera vez por astrónomos de la Universidad de Turku, Finlandia. Un nuevo estudio muestra que las observaciones satelitales realizadas en 2021 revelaron por primera vez el agujero negro más pequeño de la pareja.
En 2021, el satélite de caza de exoplanetas de la NASA apuntó hacia la galaxia OJ 287 para ayudar a los astrónomos a confirmar la teoría propuesta inicialmente por investigadores de la Universidad de Turku, Finlandia, sobre dos agujeros negros en el centro de la galaxia.
El satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) está diseñado para descubrir miles de exoplanetas en órbita alrededor de las estrellas enanas más brillantes del cielo. TESS está encontrando planetas que van desde pequeños mundos rocosos hasta planetas gigantes, mostrando la diversidad de planetas en nuestra galaxia. Hasta ahora ha encontrado 410 exoplanetas confirmados o «nuevos mundos» que orbitan estrellas distintas al Sol.
En 2021, TESS pasó varias semanas estudiando otro tipo de sistema, una galaxia lejana llamada OJ 287. Los investigadores han encontrado evidencia indirecta de que un agujero negro muy masivo en OJ 287 está orbitando un agujero negro gigante 100 veces su tamaño.
Para verificar la existencia del agujero negro más pequeño, TESS monitorizó el brillo del agujero negro primario y el chorro asociado a él. La observación directa del agujero negro más pequeño que orbita alrededor del más grande es muy difícil, pero su presencia fue revelada a los investigadores por un repentino estallido de brillo.
Nunca antes se había observado un evento de este tipo en OJ287, pero el investigador Pauli Pihajoki de la Universidad de Turku en Finlandia ya lo predijo en su tesis doctoral en 2014. Según su disertación, se esperaba que la próxima llamarada tuviera lugar a finales de 2021, y varios satélites y telescopios estaban enfocados en el objeto en ese momento.
El satélite TESS detectó la esperada llamarada el 12 de noviembre de 2021 a las 2 am GMT, y las observaciones fueron publicadas recientemente en un estudio en The Astrophysical Journal por Shubham Kishore, Alok Gupta (Instituto de Investigación de Ciencias Observacionales Aryabhatta, India) y Paul Wiita (The College de Nueva Jersey, EE.UU.).
El evento duró sólo 12 horas. Esta corta duración muestra que es muy difícil encontrar una ráfaga de gran brillo a menos que se conozca de antemano su momento. En este caso, la teoría de los investigadores de Turku resultó correcta y TESS se dirigió al OJ 287 en el momento justo. El descubrimiento también fue confirmado por el telescopio Swift de la NASA, que también apuntó al mismo objetivo.
Además, una gran colaboración internacional liderada por Staszek Zola de la Universidad Jagellónica de Cracovia, Polonia, detectó el mismo evento utilizando telescopios en diferentes partes de la Tierra, de modo que siempre era de noche al menos en una de las ubicaciones del telescopio en todo el mundo. el dia entero. Además, un grupo de la Universidad de Boston, Estados Unidos, liderado por Svetlana Jorstad y otros observadores confirmaron el descubrimiento estudiando la polarización de la luz antes y después de la llamarada.
En un nuevo estudio que combina todas las observaciones anteriores, el profesor Mauri Valtonen y su equipo de investigación de la Universidad de Turku han demostrado que el estallido de luz de 12 horas provino del agujero negro más pequeño en órbita y sus alrededores. Este estudio fue publicado en The Astrophysical Journal Letters.
El rápido estallido de brillo se produce cuando el agujero negro más pequeño «traga» una gran porción del disco de acreción que rodea al agujero negro más grande, convirtiéndolo en un chorro de gas que sale hacia afuera.
El chorro del agujero negro más pequeño es entonces más brillante que el del agujero negro más grande durante unas 12 horas. Esto hace que el color de OJ287 sea menos rojizo o amarillo, en lugar del rojo normal. Después del estallido, vuelve el color rojo. El color amarillo indica que durante el período de 12 horas estamos viendo la luz del agujero negro más pequeño. Se pueden inferir los mismos resultados de otras características de la luz emitida por OJ287 durante el mismo período de tiempo.
«Por lo tanto, ahora podemos decir que hemos ‘visto’ un agujero negro en órbita por primera vez, de la misma manera que podemos decir que TESS ha visto planetas que orbitan alrededor de otras estrellas. Y al igual que con los planetas, es extremadamente difícil obtener una imagen directa del agujero negro más pequeño. De hecho, debido a la gran distancia de OJ 287, que es cercana a los cuatro mil millones de años luz, probablemente pasará mucho tiempo antes de que nuestros métodos de observación se hayan desarrollado lo suficiente como para capturar una imagen. el agujero negro más grande», afirma el profesor Valtonen.
«Sin embargo, el agujero negro más pequeño pronto podría revelar su existencia de otras maneras, ya que se espera que emita ondas gravitacionales de nanohercios. Las ondas gravitacionales de OJ 287 deberían ser detectables en los próximos años mediante los sistemas de temporización de púlsares en proceso de maduración», dice A. Gopakumar del Instituto Tata de Investigación Fundamental de la India.
Con información de The Astrophysical Journal (2023)
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