Dos agujeros negros en curso de colisión

El choque entre un asteroide y un planeta constituye un evento espectacular. Pero resulta absolutamente insignificante si lo comparamos con la colisión entre dos agujeros negros. Efectivamente, estos monstruos súper masivos suelen chocar entre sí, brindando un espectáculo asombroso. La revista Nature incluye un artículo que describe lo que podría ser la mejor evidencia disponible del choque entre dos objetos de este tipo. Señores y señoras, pasen y vean.

Durante mucho tiempo los agujeros negros existieron solamente en la imaginación de los astrónomos. Pero los científicos se han vuelto cada día más astutos, y pueden reconocer sutiles pistas que les permiten determinar dónde se esconde una de estas singularidades. Es que por su propia naturaleza, un agujero negro no permite que ni siquiera la luz escape de su horizonte eventos (de allí su nombre), por lo que resultan completamente invisibles. Hoy día se sabe que hay dos clases de agujeros negros. Los más comunes, relativamente pequeños, se forman cuando una estrella lo suficientemente masiva colapsa sobre sí misma al agotar su combustible. El resto son enormes bestias súper masivas que se encuentran en el corazón de las galaxias. Posiblemente hayan comenzado su vida como un agujero negro ordinario, pero la gran cantidad de materia disponible los engorda  hasta poseer una masa equivalente a unos mil millones de soles. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, contiene uno de estos engendros en su centro.

La presencia de agujeros negros en el centro de las galaxias se ha convertido en el hecho más intrigante desde que los astrónomos determinaron que muchas galaxias grandes se han formado a partir de la fusión de otras más pequeñas. Esto sugiere que una vez que el caos de la colisión finaliza, la nueva galaxia posee en su interior dos agujeros negros, cuya atracción gravitatoria tarde o temprano los termina haciendo chocar. La última edición de la revista Nature incluye un artículo que describe lo que podría ser la mejor evidencia disponible del choque entre dos objetos de este tipo.

Encontrarlos no fue precisamente fácil. Los autores se basaron en los datos reunidos por el Sloan Digital Sky Survey, un proyecto que actualmente cataloga más de 900.000 galaxias. Seleccionaron un subconjunto de datos que contiene más de 17.000 cuásares, y realizaron un proceso de filtrado para separar aquellos que mostraban  inusuales propiedades espectrales. De ese enorme conjunto de objetos, solamente dos parecían emitir luz con más de un desplazamiento al rojo.

Hay dos motivos posibles para que esto ocurra. La primera implica la existencia de dos cuásares normales muy alejados entre sí, pero en la misma línea de visión en relación con la Tierra. Basándose en frecuencias estadísticas de la posición de los quásares conocidos, los autores determinaron que hay una posibilidad en trescientos de que esto ocurra. Baja, pero ciertamente dentro del reino de lo posible. Sin embargo, una serie de características espectrales parecen favorecer más la posibilidad de que dos objetos cercanos se estén moviendo rápidamente en relación a los demás. Ese es precisamente el tipo de comportamiento que se podría esperar si dos agujeros negros enormes se moviesen uno alrededor del otro.

Básicamente, la materia cerca de un agujero negro se moverá más rápido, produciendo líneas espectrales características que los astrónomos pueden reconocer. En los cuásares observados parece haber dos fuentes de emisión de amplio espectro incrustadas en una misma fuente de fuertes emisiones de banda estrecha. Esto podría ser producto de dos objetos (que los autores llaman "rojo" y "azul") lo suficientemente cerca como para compartir una única nube de gas regional, al tiempo que mantienen discos de acreción independientes.

Suponiendo que esta es una descripción exacta del sistema observado pueden calcularse algunas de sus propiedades básicas. El cuasar “rojo” pesa unas 10.000.000.000 veces más que nuestro Sol. El “azul”, algo más pequeño, pesa solo unas 10.000.000  masas solares. El periodo orbital es bastante breve, seguramente inferior a 500 años, y posiblemente muy cercana a un siglo. El radio de giro de estas bestias estelares es de 0,1 Parsec, bastante menos que un año luz.

Los autores calculan que los cuásares han llegado a lo que podría denominarse “una etapa difícil” en su espiral descendente. Están demasiado juntos como para actuar de manera eficiente, pero no lo suficientemente cerca para producir ondas de gravedad suficientemente importantes como para que colisionen rápidamente. Esta rara condición de cuasi estabilidad los hace suponer que faltan unos mil millones de años para observar el choque propiamente dicho (debo recordar anotarlo en mi agenda).

La cuestión de fondo es, si las colisiones entre galaxias son tan comunes, ¿por qué no hemos descubierto más de estos cuásares dobles? Una posibilidad es que los agujeros negros binarios se encuentren rodeados de un montón de polvo y gas interestelar. Es un dilema que puede mantener los teóricos ocupado durante algún tiempo. Mientras tanto, los humanos vivimos esperando tener la suerte de que algún evento cósmico de esa magnitud acierte a ocurrir en el transcurso de nuestras cortísimas vidas.