Un rayo de luz que se aleja de una galaxia remota podría ser el primer signo seguro de un gigantesco agujero negro en fuga , informa un nuevo estudio. El agujero negro putativo, que huye de su galaxia anfitriona, parece estar dejando un rastro de estrellas recién nacidas y gas impactado a su paso. Si se confirma, el escape intergaláctico podría ayudar a los astrónomos a aprender más sobre lo que sucede con los agujeros negros cuando las galaxias chocan.

"Es un descubrimiento fortuito muy bueno", dice la astrónoma Charlotte Angus de la Universidad de Copenhague, que no participó en el nuevo trabajo. “La posibilidad de que esto se deba a un agujero negro supermasivo que haya sido expulsado de su galaxia es muy emocionante. Estos eventos han sido predichos por la teoría, pero hasta ahora, ha habido poca evidencia de ellos".

Mientras buscaba galaxias enanas en colisión con el telescopio espacial Hubble, el astrónomo Pieter van Dokkum y sus colegas vieron algo peculiar: una línea larga y recta que parecía extenderse alejándose de una galaxia distante, volviéndose más estrecha y brillante a medida que avanzaba ( SN: 5/18 /22 ).

“Sea lo que sea, no lo hemos visto antes”, dice van Dokkum, de la Universidad de Yale. “La mayoría de los objetos astronómicos tienen forma de espiral o gota. No hay muchos objetos que sean solo una línea en el cielo”. Cuando los astrónomos ven líneas, por lo general provienen de algo que se mueve, como un satélite que cruza el campo de visión del telescopio ( SN: 3/3/23 ).

Para averiguar qué era, van Dokkum y sus colegas realizaron observaciones de seguimiento con el Observatorio Keck en Hawái. Esas observaciones mostraron que la racha estaba asociada con una galaxia cuya luz tardó unos 8 mil millones de años, más de la mitad de la edad del universo, en llegar a la Tierra, informa el equipo en un artículo enviado el 9 de febrero a arXiv.org. La medición de la distancia permitió al equipo calcular la longitud de la línea: aproximadamente 200.000 años luz.

Eso ciertamente descartó un satélite.

“Consideramos muchas explicaciones, y la que mejor encaja es lo que estamos presenciando: un objeto masivo, como un agujero negro, que se aleja muy rápidamente de la galaxia”, dice van Dokkum.

Los agujeros negros por sí solos son invisibles. Pero “si un agujero negro sale de una galaxia, no sale solo”, dice van Dokkum. Algunas de las estrellas y el gas que estaban unidos gravitacionalmente al agujero negro se van con él. Ese gas emitirá una fuerte radiación que los telescopios pueden detectar. El camino del agujero negro a través del gas y el polvo en las regiones exteriores de la galaxia también puede comprimir parte de ese gas en nuevas estrellas, que también serían visibles ( SN: 7/12/18 ).

Otra posibilidad es que la línea sea un chorro de radiación lanzado por el agujero negro supermasivo central de la galaxia. Pero ese escenario probablemente conduciría a un haz que es estrecho cuando está cerca de la galaxia y se ensancha a medida que se aleja. Esta racha hace lo contrario.

Si es un agujero negro, podría haber sido expulsado del centro de la galaxia al interactuar con uno o dos agujeros negros cercanos. Casi todas las galaxias tienen un agujero negro supermasivo en su centro. Cuando las galaxias se fusionan, sus agujeros negros centrales también se fusionan eventualmente ( SN: 5/3/21 ). Si las condiciones son las correctas, esa fusión puede darle una "patada" al agujero negro resultante, enviándolo a volar a gran velocidad ( SN: 25/4/22 ).

Alternativamente, el agujero negro podría haber sido escupido de una colisión entre tres galaxias. Cuando una tercera galaxia se une a una fusión en curso, tres agujeros negros supermasivos compiten por la posición. Un agujero negro puede ser expulsado del choque galáctico, mientras que los otros dos despegan más lentamente en la otra dirección.

Eso es lo que Van Dokkum cree que pasó en este caso. Hay signos de una racha más corta y más tenue que se dirige en la dirección opuesta a la línea recta y brillante.

Se necesitan más observaciones de este sistema, quizás con el telescopio espacial James Webb, para confirmar que realmente es un agujero negro supermasivo eyectado, dice Angus. Más cálculos teóricos de cómo debería ser un agujero negro supermasivo fugitivo también ayudarían.

El hallazgo motiva a Angus a buscar en los datos archivados más rayas potenciales de agujeros negros. “Me pregunto si hay más de estas características por ahí, sentadas en los datos de alguien que podrían haberse pasado por alto”, dice.

Van Dokkum también lo hace. “Ahora que sabemos qué buscar, estas rayas muy finas, tiene sentido volver a los datos del Hubble. Tenemos 25 años de imágenes del Hubble que no han sido buscadas con este propósito”, dice. "Si hay más por encontrar, creo que podemos hacerlo".