¿Cómo veríamos dos agujeros negros supermasivos atrayéndose mutuamente?

Una investigación ha profundizado en los efectos que sobre la luz circundante y el propio tejido del espacio-tiempo debe ejercer la mutua atracción de dos agujeros negros supermasivos.

Un agujero negro es un astro cuya gravedad es tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar de él; por eso siempre se ve oscuro y solo se nota su presencia por la influencia que ejerce en su entorno. Los agujeros negros supermasivos suelen estar en el centro de sus respectivas galaxias y acumulan una masa que puede ser de hasta varios miles de millones de veces la masa de nuestro Sol. Cuando dos galaxias colisionan y se fusionan en una sola, puede darse el caso de que sus respectivos agujeros negros supermasivos acaben acercándose mucho el uno al otro. Lo mismo puede suceder en otros escenarios.

El equipo de Jeremy Schnittman, astrofísico del Centro Goddard de Vuelos Espaciales en Greenbelt, Maryland, Estados Unidos, ha empleado los cálculos teóricos sobre lo que sucede cuando dos agujeros negros supermasivos se orbitan mutuamente a corta distancia para generar una simulación por ordenador que muestre visualmente cómo se vería desde cierta distancia tan exótico espectáculo.

La simulación se ha hecho con un agujero de 200 millones de veces la masa del Sol y otro con 100 millones de veces la masa del Sol como mucho. Cada agujero tiene a su alrededor un disco de acreción, un vórtice de materia a una temperatura elevadísima. Si nada lo impide, esa materia acabará cayendo al agujero. Pero antes de que eso ocurra, la materia emite una luz muy intensa.

Visto desde cerca del plano orbital, cada disco de acreción adquiere un aspecto característico de doble joroba. Pero cuando un agujero negro pasa por delante del otro, la gravedad del agujero situado en primer plano transforma a su compañero en una secuencia de arcos que cambia rápidamente. Estas distorsiones se producen a medida que la luz de ambos discos navega por el enmarañado tejido del espacio-tiempo cerca de los agujeros negros. En el momento de máxima distorsión, la luz proveniente del agujero más masivo envuelve al otro en una especie de anillo.

En este momento de la simulación, el agujero negro supermasivo de 200 millones de masas solares se encuentra en primer plano. Su gravedad distorsiona la luz del disco de acreción del otro agujero negro, menos masivo, situado casi directamente detrás de él, creando este panorama surrealista. Los diferentes colores de los discos de acreción facilitan la identificación de las contribuciones de cada uno. La luz azul corresponde al agujero negro de mayor masa y la rojiza al de menor masa. (Imagen: NASA's Goddard Space Flight Center / Jeremy Schnittman / Brian P. Powell)

Otro fenómeno curioso que captaríamos es la aberración relativista. Como consecuencia de ella, los agujeros negros parecen más pequeños cuando se acercan al espectador y más grandes cuando se alejan.

Estos efectos desaparecen al ver el sistema desde arriba, pero entonces surgen nuevos fenómenos visuales. Cada agujero negro produce pequeñas imágenes de su compañero que giran a su alrededor en cada órbita. Si se observan con más detenimiento, queda claro que estas imágenes se ven del modo en que se verían observándolas de canto. Para producirlas, la luz de los agujeros negros debe ser desviada 90 grados, lo que significa que estaríamos observando los agujeros negros desde dos perspectivas diferentes, cara y borde, al mismo tiempo.

Para la simulación se utilizó la supercomputadora Discover de la NASA. Utilizando solo el 2 por ciento de los 129.000 procesadores de la Discover, estos cálculos tardaron aproximadamente un día en realizarse. En un ordenador de sobremesa moderno, los cálculos necesarios habrían tardado alrededor de una década. (Fuente: NCYT de Amazings)