¿Cómo calcular exactamente la masa de un agujero negro con ALMA?

¿Cómo calcular exactamente la masa de un agujero negro con ALMA?

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Si miras detenidamente a una persona puedes adivinar su peso aproximado. Pero si esa persona lleva puesta la capa de invisibilidad de Harry Potter, se vuelve imposible: bien puede ser un niño flaquito o una señora con sobrepeso.

Los astrónomos tienen un problema similar: pueden adivinar la masa de una estrella o de una galaxia observándola detenidamente, ¿pero cómo “pesar” un agujero negro? Al fin y al cabo, los agujeros negros son invisibles, puesto que son tan masivos que su extraordinaria fuerza de gravedad impide incluso que salga la luz.

Pero ahora los astrónomos usaron ALMA para poner un agujero negro sobre la balanza. No observaron el agujero negro en sí, sino su efecto sobre el gas que lo rodea. El resultado: el agujero negro presente en el centro de la galaxia NGC 1332 es 660 millones de veces más masivo que nuestro Sol. Es la estimación más precisa hecha hasta ahora de un agujero negro supermasivo perteneciente a otra galaxia.

Es un agujero negro rodeado de un gran disco de gas frío. Hasta una distancia de aproximadamente 80 años luz, el movimiento del gas es determinado por la gravedad del agujero negro, de la misma forma en que la gravedad del Sol determina el movimiento de nuestro planeta Tierra. Mientras más masivo sea el agujero negro, más rápida es la órbita del gas que lo rodea.

Gracias a su increíble capacidad de observación y precisión, ALMA pudo medir la velocidad orbital del frío gas de monóxido de carbono en el área céntrica del disco: un poco más de 500 kilómetros por segundo. A partir de este dato, los astrónomos pudieron calcular la gravedad del agujero negro, y por ende también su masa.

Nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, también tiene un agujero negro supermasivo en el centro, pero su masa equivale apenas a 4,3 millones de veces la masa del Sol. El agujero negro en el centro de NGC 1332 es unas 150 veces más masivo, y aun así es relativamente liviano si se compara con otros agujeros negros supermasivos.

Para los astrónomos es importante determinar con precisión la masa de los agujeros negros supermasivos de otras galaxias, pues así pueden entender mejor cómo evolucionan las galaxias y crecen los agujeros negros en el Universo.

¿Qué se observó?

NGC 1332 es una galaxia que contiene cientos de miles de millones de estrellas. No es una galaxia en espiral como nuestra Vía Láctea, sino una galaxia elíptica, que parece un maní gigante visto de lado. NGC 1332 se encuentra en la constelación austral de Erídano, a 73 millones de años-luz de nosotros. Los astrónomos ya sabían de la existencia del agujero negro supermasivo en su centro, pero nadie conocía su masa, y los primeros cálculos oscilaban entre 500 millones y 1.500 millones de veces la masa de nuestro Sol.

¿Quiénes observaron?

La masa del agujero negro supermasivo en el centro de NGC 1332 fue calculada por un grupo numeroso de astrónomos dirigido por Aaron Barth, astrónomo de la Universidad de California en Irvine (Estados Unidos). El estudio lo llevó a cabo con colegas de todo el país, y uno de China. El equipo publicó sus hallazgos en la revista científica The Astrophysical Journal Letters, una revista sobre astronomía profesional.