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La gravedad que dobla la luz revela uno de los agujeros negros más grandes jamás encontrados
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La gravedad que dobla la luz revela uno de los agujeros negros más grandes jamás encontrados

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La impresión de un artista de un agujero negro, donde el intenso campo gravitatorio del agujero negro distorsiona el espacio que lo rodea. Esto distorsiona las imágenes de contraluz, alineadas casi directamente detrás de él, en distintos anillos circulares. Este efecto de «lente» gravitacional ofrece un método de observación para inferir la presencia de agujeros negros y medir su masa, en función de la importancia de la curvatura de la luz. El telescopio espacial Hubble apunta a galaxias distantes cuya luz pasa muy cerca de los centros de las galaxias intermedias, que se cree que albergan agujeros negros supermasivos de más de mil millones de veces la masa del sol. Crédito: ESA/Hubble, Estudio digitalizado del cielo, Nick Risinger (skysurvey.org), N. Bartmann

Un equipo de astrónomos ha descubierto uno de los agujeros negros más grandes jamás encontrados, aprovechando un fenómeno llamado lente gravitacional.

El equipo, dirigido por la Universidad de Durham en el Reino Unido, utilizó lentes gravitacionales, donde una galaxia en primer plano desvía la luz de un objeto más distante y la magnifica, y simulaciones de supercomputadoras en las instalaciones DiRAC HPC, lo que permitió al equipo examinar de cerca cómo se desvía la luz. por un agujero negro dentro de una galaxia a cientos de millones de años luz de la Tierra.

Encontraron un agujero negro ultramasivo, un objeto de más de 30 mil millones de veces la masa de nuestro Sol, en la galaxia de primer plano, una escala que los astrónomos rara vez ven.

Este es el primer agujero negro encontrado usando la técnica, en la que el equipo simula la luz que viaja a través del universo cientos de miles de veces. Cada simulación incluye un agujero negro de diferente masa, cambiando el viaje de la luz a la Tierra.

Cuando los investigadores incluyeron un agujero negro ultramasivo en una de sus simulaciones, el camino tomado por la luz de la galaxia distante para llegar a la Tierra coincidió con el camino visto en imágenes reales capturadas por el Telescopio Espacial Hubble.

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Los hallazgos fueron publicados hoy en la revista Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

Un video que muestra cómo los astrónomos usaron lentes gravitacionales para descubrir un agujero negro de 30 mil millones de veces la masa del sol en una galaxia a 2 mil millones de años luz de distancia. Crédito: Universidad de Durham

El autor principal, el Dr. James Nightingale, del Departamento de Física de la Universidad de Durham, dijo: «Este agujero negro en particular, que tiene aproximadamente 30 mil millones de veces la masa de nuestro sol, es uno de los más grandes jamás detectados y está en el límite superior de tamaño que creemos. … en lo que teóricamente pueden convertirse los agujeros negros, por lo que es un descubrimiento extremadamente emocionante».

La lente gravitacional ocurre cuando el campo gravitatorio de una galaxia en primer plano parece desviar la luz de una galaxia en segundo plano, lo que significa que la observamos más de una vez.

Como una lente real, esto también magnifica la galaxia de fondo, lo que permite a los científicos estudiarla con más detalle.

Parada de video – agujero negro – geometría de la lente. Crédito: Universidad de Durham
Imagen fija de video: agujero negro: imagen observada. Crédito: Universidad de Durham

doctor Nightingale dijo: «La mayoría de los agujeros negros más grandes que conocemos están en un estado activo, donde la materia que se acerca al agujero negro se calienta y libera energía en forma de luz, rayos X y otras radiaciones».

«Sin embargo, las lentes gravitacionales permiten estudiar agujeros negros inactivos, algo que actualmente no es posible en galaxias distantes. Este enfoque podría permitirnos detectar muchos más agujeros negros más allá de nuestro universo local y revelar cómo evolucionaron estos objetos exóticos en el tiempo cósmico». »

El estudio, que también incluye al Instituto Max Planck de Alemania, abre la tentadora posibilidad de que los astrónomos puedan descubrir agujeros negros mucho más inactivos y ultramasivos de lo que se pensaba anteriormente, e investigar cómo crecieron tanto.

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La historia de este descubrimiento en particular comenzó en 2004, cuando el profesor Alastair Edge, astrónomo de la Universidad de Durham, notó un arco gigante de lentes gravitacionales al revisar las imágenes de un estudio galáctico.

Vídeo fijo: agujero negro: masa correcta. Crédito: Universidad de Durham
Vídeo fijo: agujero negro: masa muy alta. Crédito: Universidad de Durham
Vídeo fijo, agujero negro, masa muy baja. Crédito: Universidad de Durham

Avance rápido 19 años y con la ayuda de algunas imágenes de resolución extremadamente alta del telescopio Hubble de la NASA y la instalación de supercomputadora DiRAC COSMA8 en la Universidad de Durham, el Dr. Nightingale y su equipo pudieron revisar eso y explorarlo más a fondo.

El equipo espera que este sea el primer paso para permitir una exploración más profunda de los misterios de los agujeros negros, y que los futuros telescopios a gran escala ayuden a los astrónomos a estudiar agujeros negros aún más distantes para aprender más sobre su tamaño y escala.

Mas informaciones:
James Nightingale et al, Abell 1201: Detección de un agujero negro ultramasivo en lentes gravitacionales fuertes, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad587

Información del periódico:
Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society


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