Noticias from S&T Septiembre 2007

¿Por que los Agujeros Negros Monstruosos Permanecen en su puesto?

Cuando los agujeros negros giran juntos en espiral y se funden, debieran ser lanzados fuera de sus galaxias, sin embargo permanecen ahí.

Es muy difícil patear a un monstruo, especialmente cuando este tiene millones o miles de millones de veces la masa del Sol.
Pero hace pocos meses, las simulaciones computacionales de 5 grupos independientes mostraron que algo asombroso debe ocurrir cuando 2 agujeros negros supermasivos giran mutuamente en espiral y se combinan como consecuencia de una fusión de galaxias. Justo antes de la unión de los A.N.s ellos lanzan ondas gravitacionales extremadamente poderosas (arrugas en la tela del espacio-tiempo predicho por la teoría general de la relatividad de Einstein)
La energía que estas ondas transporta es millones de veces mayor que la de una supernova o un estallido de rayos gama. Además ella también acarrean momentum. Entonces, si las ondas son emitidas preferentemente en una dirección, el agujero negro resultante de la fusión experimenta un “culatazo” tan violento que puede ser lanzado en la dirección opuesta hasta unos 4.000 km/s. Suficiente para escapar de su galaxia huésped.
Pocos físicos toman partido por estas simulaciones, las cuales son robustas y aparentemente correctas. Pero algo no concuerda. Cuando los astrónomos se asoman profundo en el corazón de grandes galaxias, incluyendo aquellas que son el resultado de las mayores fusiones galácticas, ellos siempre encuentran un agujero negro supermasivo en su centro.
Algun mecanismo debe prevenir que la fusión de los agujeros negros los patee fuera de sus galaxias.
Tamara Bogdanovic, Christopher Reynolds y Cole Miller (Universidad de Maryland) han propuesto una vía de fusión de agujeros negros supermasivos que pueda dejarlos en su lugar.
Bogdanovic y Reynolds bosquejaron sus soluciones en la reciente reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Honolulu.
El factor clave es la rotación. En las simulaciones, cada agujero negro en un par está girando rápido alrededor de un eje que está orientado al azar. Si la orientación de la rotación del par es diferente, la ondas gravitacionales brotan en alguna dirección preferida cuando se unen los agujeros negros. Lo mismo sucede si ambos ejes de rotación quedan en el plano orbital del la pareja. La dirección del chorro depende de manera compleja de la orientación de los dos ejes de rotación y del eje de la orbita del par.
Pero Bogdanovic y sus colegas notaron que la mayoría de las uniones involucran dos galaxias ricas en gases. Mil millones de masas solares de gas se hundirán al centro de la galaxia fusionada y será colectada en un disco de unos 1000 años luz de diámetro. Los dos agujeros negros orbitan cada uno dentro de un disco y cada monstruo arrastra gas de este para formar un pequeño disco de acreción. Estos muy pequeños discos , orientados en paralelo torcerán el eje de rotación de cada agujero negro haciendo que ambos ejes se alineen de la misma forma: perpendicular al plano de la órbita.
“Este es muy eficiente, y ocurre en sólo unos pocos millones de años” dijo Bogdanovic. Pero los agujeros negros se arremolinan entre ellos por al menos 100 millones de años antes de recorrer todo el espiral y colisionar. Por ahora los tres ejes están bien alineados y por tanto el culatazo es reducido a menos de 200 Km por segundo – demasiado lento como para que el agujero negro fusionado escape de la fuerza gravitacional de la galaxia.