Una de las rarezas del universo revelado durante la última década es que las galaxias y los agujeros negros gigantes en sus centros se unen como si estuvieran hechos el uno para el otro. Este es uno de esos hechos de la vida que suena obvio a primera vista, pero se vuelve más extraño cuanto más piensas en ellos.
Un agujero negro gigante es una bestia formidable, seguramente capaz de doblar el enjambre de estrellas que lo rodea a su voluntad. Sin embargo, incluso un agujero negro gigante sigue siendo bastante pequeño para los estándares de una galaxia, por lo que la galaxia debería prestar poca atención al monstruo que está dentro. El monstruo, por su parte, está en contacto directo con un vecindario bastante pequeño y debe ser ajeno a lo que sucede en la galaxia en general.
Sin embargo, los astrónomos encuentran que los agujeros negros tienen consistentemente alrededor del 0.1 por ciento de la masa de sus galaxias, o, más precisamente, de la porción de sus galaxias que tiene una forma esferoidal (que, para una galaxia esferoidal, es todo y, para un La galaxia espiral, como nuestra Vía Láctea, es solo la parte más interna). Algunos astrónomos argumentan que la masa del agujero negro no está relacionada con la masa de la galaxia per se, sino con la velocidad de las estrellas, pero equivale a lo mismo: los agujeros negros y sus galaxias anfitrionas son hermanos de sangre.
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¿Los agujeros llegaron primero y guiaron la formación de sus galaxias, las galaxias vinieron primero y acumularon agujeros, o algún factor común esculpió a ambos? Debido a que las galaxias son los bloques de construcción del universo, esta pregunta se encuentra en el corazón de muchos de los rompecabezas de la evolución cósmica.
¿Y la respuesta? Los agujeros llegaron primero, Christopher Carilli del Observatorio Nacional de Radioastronomía y sus colegas anunciaron que la reunión de la Sociedad Astronómica Americana. Utilizaron radiotelescopios para estudiar cuatro galaxias anfitrionas con agujeros negros de hace unos 12 mil millones de años, cuando el universo tenía solo unos mil millones de años. Al medir la velocidad de las nubes de gas, estimaron la masa de cada galaxia, y al estudiar las líneas de emisión espectral emitidas por el material que se sumerge en el agujero correspondiente, estimaron la masa del agujero.
Estos antiguos agujeros negros demostraron ser proporcionalmente mucho más pesados que los del universo actual, aproximadamente el 3 por ciento de la masa de la galaxia. Debido a que los agujeros negros nunca se encogen, la galaxia debe haberse reforzado para tener en cuenta la relación de masa actual de 0.1 por ciento. “Los agujeros negros llegaron primero y de alguna manera, no sabemos cómo, creció la galaxia a su alrededor”, dice Carilli.
Una advertencia es que el estudio incluyó solo cuatro galaxias, y otras anormalmente masivas. Queda por ver si la tendencia se mantiene para todas las galaxias en esa etapa temprana de la historia cósmica. Además, el estudio solo determina cuál vino primero. No dice nada acerca de cómo se formaron originalmente los agujeros negros o cómo, en un caso aparente de perro de cola, lograron controlar la formación de galaxias enteras. “Esto realmente no aborda el origen de esa relación”, dice Carilli. “Lo que aborda es cuando se estableció esa relación”.
De hecho, el resultado presenta un nuevo misterio. Los agujeros negros, siendo bastante destructivos, seguramente podrían evitar que se forme una galaxia, por ejemplo, al expulsar radiación o chorros de material. Como Andrew Fabian, de la Universidad de Cambridge, discutió en otra presentación en la reunión, la formación de un agujero negro gigante debería liberar suficiente energía gravitacional para destruir toda la galaxia. Sin embargo, en los casos recientemente descubiertos, los agujeros parecen estar ayudando a que se formen sus galaxias. Tal vez los agujeros negros desmienten su monstruosa reputación. Podrían ser los grandes jardineros cósmicos, cuidando las galaxias a su alrededor y haciendo que algunos, como el nuestro, sean hospitalarios para la vida.
Tod Lauer, del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica, dice que le preocupa que el estudio haya caído en una trampa estadística. Incluso si la galaxia promedio es 1,000 veces la masa de su agujero, todavía hay una extensión alrededor de este promedio: algunas galaxias son más pequeñas o más grandes. Sin embargo, las galaxias más pequeñas son inherentemente más comunes que las más grandes, por lo que es más probable que se encuentre un agujero negro de masa dada en una galaxia más pequeña y, por lo tanto, parece de gran tamaño. Por esta razón, los emparejamientos de agujeros de galaxias vistos por el equipo de Carilli podrían no ser representativos del universo antiguo, en cuyo caso la cuestión de cuál surgió primero permanece sin respuesta.
