Astrónomos descubren un núcleo doble en NGC 4486B y revelan una posible fusión cósmica

NGC 4486B es una galaxia compacta que se encuentra cerca del centro del cúmulo de Virgo, una región del universo poblada por cientos de galaxias. A pesar de su tamaño modesto y su apariencia tranquila, esta galaxia guarda un secreto en su interior: un núcleo doble. Lo que inicialmente parecía una rareza visual ahora se ha convertido en una pista crucial para entender los procesos más extremos del universo, como las fusiones de agujeros negros supermasivos.

Gracias a las capacidades del telescopio espacial James Webb (JWST), un grupo internacional de astrónomos ha observado este objeto con una precisión sin precedentes. El resultado es un descubrimiento que puede cambiar lo que sabemos sobre cómo evolucionan las galaxias. Según los autores del estudio, “aunque NGC 4486B es una galaxia vieja y relajada cerca del centro del cúmulo de Virgo, su agujero negro supermasivo parece haberse fusionado recientemente, convirtiendo su núcleo en un raro laboratorio cercano para estudiar la dinámica posterior a una fusión”.

Un núcleo doble que desconcierta a los astrónomos

Las primeras imágenes que mostraron el doble núcleo de NGC 4486B fueron tomadas por el Telescopio Espacial Hubble en los años noventa. En ellas se apreciaban dos puntos brillantes separados por unos 12 parsecs, una distancia equivalente a unos 39 años luz. Sin embargo, no fue posible determinar su origen exacto. ¿Se trataba de dos cúmulos estelares? ¿Un efecto de proyección? ¿O quizá una señal de actividad dinámica en el centro galáctico?

Con los nuevos datos espectroscópicos del JWST, los científicos pudieron analizar con más detalle el movimiento de las estrellas en torno al núcleo. Los resultados muestran que el punto más tenue coincide con el lugar donde se alcanza la mayor dispersión de velocidades estelares, lo que sugiere que ahí se encuentra el agujero negro supermasivo. Esta coincidencia no es accidental, sino una pista clave. Como señalan en el estudio, “el pico de dispersión de velocidades coincide con el componente más tenue, que identificamos como la probable localización del agujero negro supermasivo”.

Además, los autores detectaron un pequeño desplazamiento: el agujero negro no está exactamente en el centro de la galaxia, sino a unos 6 parsecs de distancia. También tiene un movimiento peculiar, con una velocidad relativa de unos 16 km/s respecto al resto de la galaxia. Este tipo de desplazamientos no son comunes y suelen tener explicaciones extraordinarias.

La firma de una fusión con retroceso gravitacional

Para explicar el doble núcleo, los científicos proponen la existencia de un disco nuclear excéntrico, o END por sus siglas en inglés. Este tipo de estructura está formada por estrellas que orbitan de forma desalineada y excéntrica en torno a un agujero negro. Es una configuración asimétrica, pero estable, que puede permanecer durante cientos de millones de años si se dan las condiciones adecuadas.

Una forma plausible de generar este disco es a través de una fusión entre dos agujeros negros supermasivos. Cuando estos colosos cósmicos colisionan, la emisión de ondas gravitacionales puede no ser completamente simétrica, lo que produce un “empujón” al agujero negro resultante. Este fenómeno se conoce como patada gravitacional o recoil, y puede desplazar al agujero negro del centro galáctico y reorganizar la estructura estelar a su alrededor. En palabras del artículo, “una patada gravitacional puede transformar de forma natural un disco estelar circular en uno excéntrico, alineado apsidalmente y asimétrico”.

Los investigadores estiman que, en el caso de NGC 4486B, la patada alcanzó una velocidad de aproximadamente 340 km/s. Esta cifra no es excesivamente alta, pero suficiente para producir los efectos observados. A partir de ese impulso, el agujero negro habría comenzado a oscilar en torno al centro de la galaxia, desplazándose ligeramente pero sin escapar, y alterando el patrón de movimiento de las estrellas cercanas.

Una historia galáctica escrita en retroceso

El análisis orbital de las estrellas que rodean el núcleo muestra otro indicio importante: una fracción significativa de las órbitas es retrógrada, es decir, se mueven en dirección opuesta a la rotación general de la galaxia. Este dato es coherente con los modelos de formación de ENDs tras una patada gravitacional. En esos modelos, parte de las estrellas que antes orbitaban de forma circular pasan a trayectorias excéntricas, e incluso invierten su dirección.

Los autores construyeron un modelo detallado de la dinámica de la galaxia, usando una técnica conocida como modelo de Schwarzschild, que les permitió simular la distribución de órbitas y ajustar los datos observados. Al hacerlo, comprobaron que la única forma de reproducir las observaciones era incluyendo una fracción significativa de órbitas retrógradas. Cuando intentaron construir el modelo excluyendo esas órbitas, los resultados no coincidían con la realidad.

Este detalle es importante porque refuerza la idea de que el núcleo doble y la asimetría observada son el resultado de un evento violento y reciente, y no de una estructura establecida hace miles de millones de años. La firma orbital de las estrellas actúa como un fósil dinámico de lo ocurrido.

No todos los caminos llevan al recoil

Aunque la hipótesis del recoil es la más convincente, los autores también evaluaron otras posibilidades. Una de ellas es la llamada “oscilación por flotación”, un fenómeno en el que el agujero negro central se desplaza hacia las zonas externas debido a inestabilidades en la distribución estelar. Sin embargo, al simular este proceso, comprobaron que el desplazamiento máximo que se podía alcanzar era de unos 4 parsecs, y solo durante unos pocos millones de años. Muy por debajo del valor observado en NGC 4486B.

Otra hipótesis era la existencia de un sistema binario de agujeros negros que no hubiera llegado aún a fusionarse, pero tampoco encaja con los datos actuales. Aunque un binario puede mantenerse fuera del centro galáctico durante un tiempo, no explica por sí solo la formación de un disco excéntrico ni la distribución estelar observada. La única explicación que satisface todos los datos —fotometría, cinemática y estructura— es la de una fusión reciente con retroceso gravitacional.

Un laboratorio natural para la astrofísica del futuro

NGC 4486B se ha convertido, inesperadamente, en un caso de estudio excepcional para la dinámica de agujeros negros supermasivos. Aunque es una galaxia antigua, con una población estelar relajada y sin signos de perturbaciones recientes, su núcleo cuenta otra historia. La huella de un evento raro, un proceso que hasta ahora solo se había observado de forma indirecta, está ahí, al alcance de nuestros telescopios.

El equipo estima que el agujero negro volverá al centro galáctico en unos 30 millones de años, un suspiro en escalas cósmicas. Mientras tanto, el disco excéntrico puede sobrevivir durante cientos de millones de años, ofreciendo una oportunidad única para seguir estudiando estos fenómenos.

Además, este tipo de observaciones tiene implicaciones para la astronomía de ondas gravitacionales. Entender cuántas galaxias presentan este tipo de estructuras ayudará a estimar la frecuencia real de fusiones de agujeros negros, un dato clave para los observatorios actuales y futuros que buscan captar las señales más débiles del universo.

Cortesía de Muy Interesante

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