Un equipo internacional de astrónomos ha identificado lo que podría ser el agujero negro más pesado jamás medido directamente. Se encuentra en el corazón de una galaxia situada a casi seis mil millones de años luz de distancia, y su masa se estima en unas 36.000 millones de veces la del Sol.
El hallazgo ha tenido lugar en el sistema conocido como Herradura Cósmica, una rara estructura de lente gravitacional descubierta en 2007. Liderado por Carlos R. Melo-Carneiro, del Instituto de Física de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (Brasil), el estudio ha empleado una combinación de modelado de lentes gravitacionales y dinámica estelar para revelar la presencia de este coloso.
Una lente gravitacional casi perfecta
La Herradura Cósmica es uno de los ejemplos más llamativos del efecto de lente gravitacional: un fenómeno en el que la masa de una galaxia en primer plano curva la luz de otra situada más allá. En este caso, la luz de fondo forma un arco luminoso casi completo alrededor de la galaxia principal, generando lo que se conoce como un Anillo de Einstein.
La galaxia responsable de esta deformación se llama LRG 3-757, una gigantesca galaxia elíptica con escasa formación estelar y una masa unas 100 veces superior a la de la Vía Láctea. Ahora, además, sabemos que aloja uno de los agujeros negros más grandes jamás registrados.
Cómo medir lo inmedible
Medir la masa de un agujero negro, especialmente a estas escalas, es una tarea extremadamente compleja. Normalmente se estima observando el movimiento de las estrellas o el gas que lo rodea. Sin embargo, a más de cinco mil millones de años luz, esto no es tan sencillo.
Para sortear este obstáculo, el equipo utilizó datos del instrumento MUSE del telescopio VLT (Very Large Telescope), junto con imágenes de alta resolución del telescopio espacial Hubble. La clave estuvo en combinar los efectos de la lente gravitacional con el estudio de los movimientos estelares dentro de la galaxia. Esto permitió realizar una estimación precisa de la masa central: 36.000 millones de masas solares.
Un desajuste inesperado
La mayoría de los agujeros negros supermasivos siguen una relación predecible entre su masa y la velocidad de las estrellas en el centro galáctico (conocida como relación MBH-σe). Pero este agujero negro no encaja. Su masa es notablemente mayor de lo que debería, según los 366 km/s de dispersión estelar medidos. Un dato que sugiere un pasado peculiar.
Entre las posibles explicaciones está la historia de fusiones que pudo haber vivido LRG 3-757. Durante estos procesos, los agujeros negros centrales pueden fusionarse y, a su vez, expulsar estrellas cercanas, aumentando su masa sin alterar demasiado la velocidad promedio de las estrellas. También se contempla que el agujero negro sea el remanente de un cuásar del universo temprano, que creció de forma muy rápida en sus primeras etapas.
Una mirada al pasado remoto
Lo más llamativo del hallazgo no es solo el tamaño del agujero negro, sino también su antigüedad. Observamos la Herradura Cósmica tal y como era hace más de 4.000 millones de años, lo que convierte esta detección en una de las más antiguas de un agujero negro ultra masivo mediante medición directa.
Con el telescopio espacial Euclid ya en funcionamiento y el futuro Extremely Large Telescope (ELT) en camino, los investigadores esperan identificar miles de nuevas lentes gravitacionales en los próximos años. Algunas de ellas podrían esconder secretos similares, y contribuir a entender mejor cómo evolucionan las galaxias y sus componentes invisibles.
El estudio se ha publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.