Desde hace décadas sabemos que los agujeros negros supermasivos habitan el centro de la mayoría de las galaxias. Pero en 2024, una inesperada explosión de luz alertó a los astrónomos de algo mucho más inusual: un segundo agujero negro masivo, escondido fuera del núcleo galáctico, había comenzado a devorar una estrella. La escena, confirmada por múltiples telescopios y análisis, mostró que dos agujeros negros estaban activos a la vez en una misma galaxia, cada uno alimentándose por su cuenta.
El fenómeno, bautizado como AT2024tvd, es el primer caso en el que se detecta ópticamente un evento de disrupción por marea (TDE, por sus siglas en inglés) en una posición claramente desplazada del centro galáctico. En palabras de los autores del paper, se trata de “el primer TDE fuera del núcleo identificado mediante estudios ópticos del cielo”.
Qué es un TDE y por qué este caso es tan especial
Un TDE ocurre cuando una estrella pasa tan cerca de un agujero negro que es destrozada por su intensa gravedad. Este proceso genera una ráfaga de luz que puede observarse en múltiples longitudes de onda. En AT2024tvd, esa luz fue captada por el telescopio Zwicky Transient Facility (ZTF) el 25 de agosto de 2024, y pronto llamó la atención por algo peculiar: la señal no coincidía con el centro de la galaxia.
Tras confirmar su posición con telescopios como el Hubble, Chandra y el radiotelescopio VLA, los investigadores constataron que el fenómeno se había producido a 0,8 kilopársecs del núcleo galáctico, es decir, a unos 2.600 años luz del centro. Esto lo sitúa dentro del bulbo central pero claramente fuera del núcleo, lo que lo convierte en un evento extremadamente raro.
El agujero negro que provocó el TDE tiene una masa estimada de un millón de veces la del Sol, mientras que el agujero negro central de la misma galaxia es al menos diez veces más masivo. Ambos están activos y devorando materia al mismo tiempo, lo que supone una configuración única hasta la fecha.
Cómo descubrieron el agujero negro errante
Aunque ZTF ya ha detectado más de 100 TDEs desde 2018, todos ellos estaban situados en el centro de sus respectivas galaxias. Este caso escapó a los filtros habituales gracias a una ligera desviación: la señal estaba demasiado alejada del núcleo como para pasar los criterios de los algoritmos automáticos, según el propio equipo.
Una vez identificado el candidato, los astrónomos recurrieron a imágenes de alta resolución del Hubble para confirmar su posición. El análisis detallado permitió medir una separación angular de 0,914 ± 0,010 arcosegundos entre el evento y el núcleo galáctico. Esta distancia equivale a los mencionados 0,808 ± 0,009 kilopársecs.
Además, se observó emisión en rayos X (con el observatorio Chandra) y en radio (con el VLA), lo que confirmó que no se trataba de una supernova u otro tipo de explosión estelar, sino de un auténtico TDE. La espectroscopía también reveló líneas anchas de hidrógeno y una persistente emisión ultravioleta, características típicas de estos eventos.
Qué sabemos del segundo agujero negro y cómo llegó allí
Los científicos barajan dos explicaciones principales para la existencia de este agujero negro errante:
- Que provenga del núcleo de una pequeña galaxia que fue absorbida por la galaxia principal hace tiempo. En este caso, el agujero negro habría quedado orbitando dentro del bulbo galáctico, sin haber alcanzado aún el centro.
- Que sea el remanente de un sistema triple de agujeros negros, en el cual uno fue expulsado por interacciones gravitatorias caóticas. Este tipo de “patadas” gravitacionales pueden lanzar agujeros negros a órbitas inusuales dentro de sus galaxias.
Los autores del estudio señalan que no se han encontrado restos visibles de una antigua fusión galáctica en las imágenes, pero eso no descarta una fusión muy antigua o difícil de detectar. También es posible que el agujero negro esté en una órbita que, dentro de miles de millones de años, lo lleve a fusionarse con el agujero negro central.
Dos monstruos cósmicos devorando materia a la vez
Lo más llamativo del caso es que ambos agujeros negros están activos: el del centro de la galaxia funciona como un núcleo galáctico activo, alimentándose de gas circundante, mientras que el agujero negro errante destruyó una estrella que se acercó demasiado. El agujero negro masivo del núcleo también se está alimentando, pero de gas que ha caído demasiado cerca como para escapar.
Este doble festín cósmico ofrece una oportunidad única para estudiar cómo interactúan y evolucionan los sistemas de múltiples agujeros negros en una misma galaxia. A largo plazo, estos sistemas podrían fusionarse, generando ondas gravitacionales que misiones como LISA (Laser Interferometer Space Antenna) podrían detectar en el futuro.
En palabras del equipo investigador: “si se trata de un par de agujeros negros supermasivos que se están acercando —lo cual no es necesariamente cierto— podrían fusionarse y emitir ondas gravitacionales que veremos en el futuro con LISA”.
Qué implicaciones tiene este hallazgo para la astronomía
Detectar un TDE fuera del centro galáctico amplía de forma significativa las posibilidades de encontrar agujeros negros ocultos. Hasta ahora, la mayoría de las búsquedas se han centrado en los núcleos, donde los agujeros negros supermasivos son más visibles. Pero este evento demuestra que hay monstruos escondidos también en los márgenes, esperando que alguna estrella desafortunada los delate.
Además, refuerza una idea que los modelos cosmológicos ya venían sugiriendo: que las grandes galaxias albergan múltiples agujeros negros como consecuencia de fusiones pasadas. Las simulaciones predicen que el número de agujeros negros errantes aumenta con la masa del halo galáctico, y AT2024tvd encaja perfectamente con esa tendencia.
Como señalan los autores, “este descubrimiento motiva claramente a los teóricos a calcular tasas para los TDEs desplazados del núcleo, algo que hasta ahora apenas se había considerado”.
Una nueva etapa en la búsqueda de agujeros negros
AT2024tvd podría marcar un antes y un después en la manera en que buscamos agujeros negros. Si las futuras campañas de observación incorporan filtros que no descarten eventos por estar fuera del centro galáctico, podríamos empezar a detectar una población entera de agujeros negros errantes que hasta ahora había permanecido invisible.
Además, los telescopios de próxima generación, como el Observatorio Vera Rubin, serán capaces de detectar estos fenómenos a mayores distancias y con mejor resolución, lo que permitirá trazar mapas más completos de la distribución de agujeros negros en el universo.
Y como si fuera poco, estos eventos también abren nuevas vías para entender cómo se forman los agujeros negros supermasivos. Si parte de ellos proviene de fusiones entre varios agujeros negros errantes, entonces fenómenos como el observado en AT2024tvd son piezas clave del puzle cósmico.
Referencias
- Yuhan Yao et al. A Massive Black Hole 0.8 kpc from the Host Nucleus Revealed by the Offset Tidal Disruption Event AT2024tvd, arXiv:2405.01121 [astro-ph.HE], 2024. https://arxiv.org/abs/2405.01121.
