Crédito de imagen: Hubble
Cuando los agujeros negros chocan, ¡cuidado! Se produce una enorme explosión de radiación gravitacional a medida que se fusionan violentamente en un enorme agujero negro. ¿La patada? eso ocurre durante la colisión y podría sacar el agujero negro de su galaxia.
Un nuevo estudio describe las consecuencias de tal colisión intergaláctica.
El astrofísico David Merritt, profesor del Instituto de Tecnología de Rochester, y los coautores Milos Milosavljevic (Caltech), Marc Favata (Universidad de Cornell), Scott Hughes (Instituto de Tecnología de Massachusetts) y Daniel Holz (Universidad de Chicago) exploran las consecuencias de las patadas inducidas por ondas gravitacionales en su artículo, "Consecuencias del retroceso de radiación gravitacional" enviado recientemente al Astrophysical Journal y publicado en línea en http://arXiv.org/abs/astro-ph/0402057.
Prácticamente se cree que todas las galaxias contienen agujeros negros supermasivos en sus centros. Según la teoría actual, las galaxias crecen a través de fusiones con otras galaxias. Cuando dos galaxias se fusionan, sus agujeros negros centrales forman un sistema binario y giran uno alrededor del otro, eventualmente fusionándose en un solo agujero negro. La coalescencia es impulsada por la emisión de radiación gravitacional, como lo predice la teoría de la relatividad de Einstein.
Merritt y sus colegas determinaron qué tan rápido debe moverse un agujero negro para escapar por completo del campo gravitacional de una galaxia. Descubrieron que las galaxias más grandes y brillantes tienen campos gravitacionales más fuertes y requerirían una patada más grande para expulsar un agujero negro que los sistemas más pequeños. Del mismo modo, los impactos menos fuertes podrían sacar el agujero negro de su hogar en el centro de una galaxia, solo para luego volver a su posición.
Las patadas también ponen en tela de juicio teorías que harían crecer agujeros negros supermasivos a partir de fusiones jerárquicas de agujeros negros más pequeños, comenzando en el universo temprano. ? La razón es que las galaxias eran más pequeñas hace mucho tiempo, y las patadas fácilmente les habrían quitado los agujeros negros? Merritt dice.
Según Merritt y sus coautores, es más probable que los agujeros negros supermasivos alcancen la mayor parte de su masa a través de la acumulación de gas y que las fusiones con otros agujeros negros solo tuvieron lugar después de que las galaxias hubieran alcanzado aproximadamente sus tamaños actuales.
? Sabemos que existen agujeros negros supermasivos en los centros de galaxias gigantes como nuestra Vía Láctea? dice Merritt. ? Pero hasta donde sabemos, los sistemas estelares más pequeños no tienen agujeros negros. Quizás solían hacerlo, pero fueron expulsados.
La patada, una consecuencia de las ecuaciones de relatividad de Einstein, se produce porque las ondas gravitacionales emitidas durante la zambullida final son anisotrópicas y producen retroceso. El efecto se maximiza cuando un agujero negro es apreciablemente más grande que el otro.
Si bien los astrofísicos han sido conscientes de este fenómeno desde la década de 1960, hasta ahora nadie ha tenido las herramientas analíticas necesarias para calcular con precisión el tamaño del efecto. El primer cálculo preciso del tamaño de las patadas se informó en un documento complementario de Favata, Hughes y Holz, que también aparece en línea en http://arXiv.org.
Merritt señala que no hay evidencia observacional clara de que las patadas hayan tenido lugar. Sostiene que la mejor oportunidad de encontrar evidencia directa sería localizar un agujero negro poco después de que ocurra la patada, tal vez en una galaxia que recientemente se haya fusionado con otra galaxia.
"¿Verías un agujero negro descentrado que todavía no ha vuelto al centro?" él dice. "Aunque la probabilidad de observar esto es baja, ahora que los astrónomos saben qué buscar, no me sorprendería si alguien finalmente encuentra uno".
Fuente original: Comunicado de prensa de RIT
