En el centro de la galaxia Markarian 501, ubicada en la constelación de Hércules, dos monstruos cósmicos llevan millones de años acercándose. Cada uno tiene una masa de entre 100 millones y mil millones de veces la del Sol. Los dos orbitan entre sí a una velocidad y una proximidad que ningún sistema de este tipo había mostrado antes. Y según los modelos actuales, el choque podría producirse en tan solo 100 años.
El hallazgo, publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society por un equipo liderado por Silke Britzen, del Instituto Max Planck de Radioastronomía, representa la primera detección directa y confirmada de un par de agujeros negros supermasivos en una fase orbital tan extrema. Los astrónomos llevaban décadas buscando exactamente esto.
El segundo chorro que nadie esperaba encontrar
Markarian 501 era ya una galaxia bien conocida por los radioastrónomos. Su núcleo activo emite un potente chorro de partículas cargadas que se extiende hacia el espacio, un rasgo característico de las galaxias con agujeros negros supermasivos en su centro. Lo que nadie había notado, o podido explicar del todo, era la extraña variabilidad de ese chorro a lo largo del tiempo.
Britzen y su equipo acumularon 23 años de observaciones de radio de alta resolución. En ese análisis sistemático encontraron algo inesperado: no uno, sino dos chorros de partículas con orientaciones diferentes. El segundo emerge desde detrás del agujero negro más masivo y describe un patrón de movimiento en sentido contrario al de las agujas del reloj respecto a su compañero. Una secuencia que se repite con precisión, como si estuviera marcando el compás de una órbita.
La propia Britzen resumió la sorpresa del descubrimiento: lo buscaron durante mucho tiempo, y no esperaban poder no solo ver un segundo chorro, sino también rastrear su movimiento con tanta claridad.
Los números detrás de la colisión más anticipada del universo
Los datos son tan precisos como desconcertantes. Los dos agujeros negros supermasivos de Markarian 501 están separados por entre 250 y 540 unidades astronómicas, es decir, entre 250 y 540 veces la distancia media entre la Tierra y el Sol. Para objetos con masas de cientos de millones de soles, esa separación es extraordinariamente pequeña: es el sistema binario de este tipo documentado más próximo hasta la fecha.
El período orbital, calculado a partir del movimiento de los chorros, es de 121 días. En escala astronómica, eso es casi instantáneo. Y a esa distancia, con esas masas, la pérdida de energía por emisión de ondas gravitacionales acelera progresivamente la espiral hacia la colisión. Dependiendo de las masas exactas de ambos objetos, la fusión podría completarse en apenas 100 años.
Para poner eso en perspectiva: 100 años es una fracción imperceptible de la edad del universo, pero es un horizonte temporal que entra perfectamente dentro de la historia de la humanidad. Es concebible que generaciones futuras de astrónomos presencien el evento completo.
El anillo de Einstein: una validación óptica del hallazgo
Durante las observaciones de junio de 2022, el equipo detectó algo adicional: la radiación del sistema formó brevemente un patrón circular conocido como anillo de Einstein. Este fenómeno ocurre cuando la gravedad de un objeto actúa como lente y curva la luz de otro situado exactamente detrás, creando una imagen en forma de anillo alrededor del objeto más cercano.
Que ese patrón apareciera en Markarian 501 implica que, en ese momento, los dos agujeros negros estaban perfectamente alineados con la Tierra. Es una confirmación geométrica independiente de la configuración binaria del sistema, y una de las observaciones más inusuales registradas en este tipo de fuentes.
Qué pasará cuando choquen, y cómo se puede detectar antes de que ocurra
La fusión de dos agujeros negros supermasivos es uno de los eventos más energéticos que puede producir el universo. Genera ondas gravitacionales de frecuencia extremadamente baja, difíciles de detectar con los interferómetros actuales como LIGO o Virgo, que están optimizados para señales de mayor frecuencia. Sin embargo, existe otra técnica: el cronometraje de púlsares (PTA), que usa la variación en la señal de estrellas de neutrones muy precisas para inferir perturbaciones en el espacio-tiempo.
En 2023, el European Pulsar Timing Array y otras colaboraciones internacionales detectaron un fondo de ondas gravitacionales de baja frecuencia cuyo origen no estaba identificado. Markarian 501 es ahora el candidato más concreto para asociar esa señal a una fuente específica y conocida.
El coautor Héctor Olivares lo formuló con precisión: si se detectan ondas gravitacionales de este sistema, sería posible observar cómo su frecuencia aumenta progresivamente a medida que los dos gigantes se acercan en espiral, ofreciendo una oportunidad única de presenciar, en tiempo real y paso a paso, la fusión de dos agujeros negros supermasivos. Algo que nunca antes ha sido posible.
