Os científicos cren que un buraco negro supermasivo agóchase no centro de practicamente todas as galaxias do universo, cunha masa que é millóns ou miles de millóns de veces a do Sol e cuxa inmensa forza de gravidade é a responsable de manter unidas todas as estrelas. Non obstante, o corazón do cúmulo de galaxias Abell 2261, situado a uns 2.7 millóns de anos luz da Terra, parece romper a teoría. Alí, as regras da astrofísica indican que debería haber un enorme monstro de entre 3,000 e 100,000 millóns de masas solares, comparable ao peso dalgunhas das máis grandes coñecidas. Non obstante, por moito que os investigadores busquen sen cesar, non hai xeito de atopalo. As últimas observacións co Observatorio de raios X Chandra da NASA e o telescopio espacial Hubble só afondan no misterio.
Usando os datos de Chandra obtidos en 1999 e 2004, os astrónomos xa buscaron no centro de Abell 2,261 signos dun buraco negro supermasivo. Buscaban material que se quentara ao caer no burato negro e producir raios X, pero non detectaron tal fonte.
Expulsado despois dunha fusión
Agora, con novas e máis longas observacións de Chandra obtidas en 2018, un equipo dirixido por Kayhan Gultekin da Universidade de Michigan realizou unha busca máis profunda do burato negro no centro da galaxia. Tamén consideraron unha explicación alternativa, na que o burato negro foi expulsado despois da fusión de dúas galaxias, cada unha co seu propio burato, para formar a galaxia observada.
Cando os buracos negros se funden, producen ondas no espazo-tempo chamadas ondas gravitacionais. Se o gran número de ondas gravitacionais xeradas por tal evento fose máis forte nunha dirección que noutra, a teoría predice que o novo buraco negro aínda máis masivo sería enviado a toda velocidade dende o centro da galaxia en dirección contraria. Isto chámase buraco negro retrocedente.
Os astrónomos non atoparon evidencias definitivas de retroceso do buraco negro e non se sabe se as supermasivas se achegan o suficientemente entre si para producir ondas gravitacionais e fundirse. Ata o de agora, só verificaron a caída de obxectos moito máis pequenos. Atopar un retroceso máis grande animaría aos científicos a buscar ondas gravitacionais a partir da fusión de buracos negros supermasivos.
Sinais indirectos
Os científicos cren que isto podería ocorrer no centro de Abell 2261 por dous signos indirectos. En primeiro lugar, os datos das observacións ópticas do Hubble e do telescopio Subaru revelan un núcleo galáctico, a rexión central onde o número de estrelas da galaxia ten un valor máximo, moito maior do esperado, para unha galaxia do seu tamaño. O segundo sinal é que a concentración de estrelas máis densa da galaxia está a máis de 2,000 anos luz do centro, sorprendentemente distante.
Durante unha fusión, o buraco negro supermasivo de cada galaxia afúndese cara ao centro da galaxia recén fusionada. Se se manteñen unidos pola gravidade e a súa órbita comeza a diminuír, espérase que os buracos negros interactúen coas estrelas circundantes e os expulsen do centro da galaxia. Isto explicaría o gran núcleo de Abell 2261.
A concentración descentrada das estrelas tamén puido ser causada por un suceso violento como a fusión de dous buracos negros supermasivos e o posterior retroceso dun único burato negro máis grande.
Sen rastro nas estrelas
Aínda que hai indicios de que se produciu unha fusión do buraco negro, nin os datos de Chandra nin do Hubble mostraron evidencias do propio burato negro. Os investigadores xa utilizaran o Hubble para buscar un grupo de estrelas que puideran ser arrastradas por un buraco negro que retrocedía. Estudaron tres cúmulos preto do centro da galaxia e examinaron se os movementos das estrelas nestes cúmulos son o suficientemente altos como para suxerir que conteñen un buraco negro de 10 millóns de masa solar. Non se atoparon probas claras dun burato negro en dous dos grupos e as estrelas do outro eran demasiado débiles para producir conclusións útiles.
Tamén estudaron previamente observacións de Abell 2261 con Karl G. Jansky Very Large Array de NSF. A emisión de radio detectada preto do centro da galaxia suxeriu que a actividade dun buraco negro supermasivo ocorrera alí hai 50 millóns de anos, pero iso non indica que o centro da galaxia conteña actualmente un buraco negro.
Despois dirixíronse a Chandra para buscar material que se quentara e producira raios X ao caer no burato negro. Aínda que os datos revelaron que o gas quente máis denso non estaba no centro da galaxia, non se amosou nin no centro do cúmulo nin en ningún dos cúmulos estelares. Os autores concluíron que ou non hai burato negro en ningunha destas localizacións ou que atrae o material demasiado lentamente para producir un sinal de raios X detectable.
Continúa o misterio da situación deste xigantesco buraco negro. Aínda que a busca non tivo éxito, os astrónomos esperan que o telescopio espacial James Webb poida revelar a súa presenza. Se Webb non o pode atopar, entón a mellor explicación é que o burato negro afastouse o suficiente do centro da galaxia.
