¿Cómo buscas algo que absorba la luz? Ese es el desafío para los astrónomos que quieren estudiar los agujeros negros. Si bien los agujeros negros son invisibles en sí mismos, ya que su enorme gravedad absorbe todo lo que se acerca demasiado, incluso la luz, generalmente son visibles porque están rodeados de nubes de gas brillante. A medida que el gas se arremolina a su alrededor, se frota y se calienta debido a la fricción, haciéndolo lo suficientemente cálido como para ser visto desde lejos.
Sin embargo, no todos los agujeros negros están activos, lo que significa que solo algunos de ellos están extrayendo material de su alrededor. Otros agujeros negros son pasivos, simplemente se sientan solos en la oscuridad del espacio, lo que los hace casi invisibles ya que no hay una nube de material cálido a su alrededor. Sin embargo, otros tipos de agujeros negros están envueltos en polvo y gas, lo que los hace difíciles de ver. Los astrónomos están buscando estos agujeros negros ocultos utilizando métodos innovadores, como el uso de la NASA. Observatorio de rayos X Chandra para buscar sus firmas en la longitud de onda de los rayos X.
Al combinar datos del Chandra Source Catalog, una lista de fuentes de rayos X compilada durante los primeros 15 años de operaciones del observatorio, junto con datos de luz visible del Sloan Digital Sky Survey, han podido identificar cientos de agujeros negros que antes eran desconocidos. «Los astrónomos ya han identificado una gran cantidad de agujeros negros, pero muchos siguen siendo esquivos», dijo el investigador principal del proyecto, Dong-Woo Kim, del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA). «Nuestra investigación ha descubierto una población faltante y nos ayudó a comprender cómo se están comportando».
Cómo los astrónomos detectan agujeros negros invisibles
Para encontrar los agujeros negros ocultos, los investigadores se centraron en los agujeros negros supermasivos. Estos son un tipo particularmente grande de agujero negro que se encuentran con mayor frecuencia en los centros de las galaxias. Se piensa que casi todas las galaxias grandes tienen un agujero negro supermasivo, pero algunos de estos aún no se han observado. En este proyecto, los investigadores compararon galaxias que eran fuentes de rayos X brillantes pero tenues en luz visible, que se denominan «XBONG» (galaxias ópticamente normales, brillantes en rayos X). Pudieron identificar 817 de estos XBONG que brillaron intensamente en los datos de rayos X de Chandra pero no en los datos de la encuesta Sloan.
Cuando observaron estos XBONG, descubrieron que alrededor de la mitad de ellos brillaban en la longitud de onda de los rayos X debido a agujeros negros supermasivos no detectados previamente. Estos agujeros negros estaban ocupados alimentándose del material cercano, por lo que emitían radiación, pero la mayor parte de esa energía en las longitudes de onda de luz visible estaba oculta por espesas nubes de polvo y gas. Los rayos X pueden pasar más fácilmente a través de estas cubiertas, por lo que pueden detectarse incluso cuando la luz visible no puede serlo.
Los investigadores sabían que estaban mirando agujeros negros supermasivos y no otros tipos de objetos porque los rayos X que emitían eran tan brillantes que debían provenir de agujeros negros supermasivos que se alimentaban y crecían rápidamente. «No todos los días puedes decir que descubriste un agujero negro», dijo otra de las investigadoras, Alyssa Cassity, de la Universidad de Columbia Británica, «así que es muy emocionante darte cuenta de que hemos descubierto cientos de ellos».