Els científics creuen que un forat negre supermassiu s’amaga al centre de pràcticament totes les galàxies de l’univers, amb una massa que és milions o milers de milions de vegades la del Sol i la immensa força de gravetat de la qual és responsable de mantenir totes les estrelles juntes. Tanmateix, sembla que el cor del cúmul de galàxies Abell 2261, situat a uns 2.7 milions d’anys llum de la Terra, trenca la teoria. Allà, les regles de l’astrofísica indiquen que hi hauria d’haver un enorme monstre d’entre 3,000 i 100,000 milions de masses solars, comparable al pes d’algunes de les més grans conegudes. No obstant això, per molt que els investigadors cerquin sense parar, no hi ha manera de trobar-lo. Les darreres observacions amb l’Observatori de rajos X Chandra de la NASA i el telescopi espacial Hubble només aprofundeixen en el misteri.
Utilitzant les dades de Chandra obtingudes el 1999 i el 2004, els astrònoms ja havien buscat al centre d’Abell 2,261 signes d’un forat negre supermassiu. Estaven buscant material que s’havia escalfat en caure al forat negre i produir raigs X, però no van detectar tal font.
Expulsat després d'una fusió
Ara, amb noves i més llargues observacions de Chandra obtingudes el 2018, un equip dirigit per Kayhan Gultekin de la Universitat de Michigan va fer una recerca més profunda del forat negre al centre de la galàxia. També van considerar una explicació alternativa, en què el forat negre va ser expulsat després de la fusió de dues galàxies, cadascuna amb el seu propi forat, per formar la galàxia observada.
Quan els forats negres es fonen, produeixen ones en l’espai-temps anomenades ones gravitacionals. Si el gran nombre d’ones gravitacionals generades per aquest esdeveniment fos més fort en una direcció que en una altra, la teoria prediu que el nou forat negre encara més massiu s’hauria enviat a tota velocitat des del centre de la galàxia en la direcció oposada. Això s’anomena forat negre que retrocedeix.
Els astrònoms no han trobat proves definitives de retrocés del forat negre i no se sap si els supermassius s’acosten prou entre ells per produir ones gravitacionals i fusionar-se. Fins ara, només han comprovat la caiguda d’objectes molt més petits. Trobar-ne un de més gran s’encoratjaria als científics a buscar ones gravitacionals a partir de la fusió de forats negres supermassius.
Senyals indirectes
Els científics creuen que això es podria haver produït al centre d'Abell 2261 per dos signes indirectes. En primer lloc, les dades de les observacions òptiques del Hubble i del telescopi Subaru revelen un nucli galàctic, la regió central on el nombre d’estrelles de la galàxia té un valor màxim, molt més gran del que s’esperava, per a una galàxia de la seva mida. El segon signe és que la concentració d’estrelles més densa de la galàxia es troba a més de 2,000 anys llum del centre, sorprenentment distant.
Durant una fusió, el forat negre supermassiu de cada galàxia s’enfonsa cap al centre de la galàxia acabada de fusionar. Si la gravetat els manté units i la seva òrbita comença a reduir-se, s’espera que els forats negres interactuin amb les estrelles circumdants i els expulsin del centre de la galàxia. Això explicaria el gran nucli d’Abell 2261.
La concentració descentrada d'estrelles també pot haver estat causada per un esdeveniment violent com la fusió de dos forats negres supermassius i el posterior retrocés d'un forat negre més gran.
Cap rastre a les estrelles
Tot i que hi ha indicis que es va produir una fusió del forat negre, ni les dades de Chandra ni del Hubble van mostrar evidències del propi forat negre. Els investigadors havien utilitzat prèviament el Hubble per buscar un grup d’estrelles que un forat negre retrocedís podria haver arrasat. Van estudiar tres cúmuls propers al centre de la galàxia i van examinar si els moviments de les estrelles d’aquests cúmuls són prou elevats per suggerir que contenen un forat negre de 10 milions de massa solar. No es van trobar proves clares d’un forat negre en dos dels grups i les estrelles de l’altre eren massa febles per produir conclusions útils.
També van estudiar prèviament les observacions d'Abell 2261 amb Karl G. Jansky Very Large Array de NSF. Les emissions de ràdio detectades a prop del centre de la galàxia van suggerir que l’activitat d’un forat negre supermassiu s’havia produït allà fa 50 milions d’anys, però això no indica que el centre de la galàxia contingui actualment un forat negre.
Després es van dirigir a Chandra a buscar material que s’hagués sobreescalfat i produït raigs X quan caigués al forat negre. Tot i que les dades van revelar que el gas calent més dens no es trobava al centre de la galàxia, no es va mostrar ni al centre del cúmul ni a cap dels cúmuls estel·lars. Els autors van concloure que o bé no hi ha cap forat negre en cap d'aquestes ubicacions, o que atrau material massa lentament per produir un senyal de raigs X detectable.
El misteri de la ubicació d’aquest gegantí forat negre continua. Tot i que la cerca no va tenir èxit, els astrònoms esperen que el telescopi espacial James Webb pugui revelar la seva presència. Si Webb no el troba, la millor explicació és que el forat negre s’ha allunyat prou del centre de la galàxia.
