Dos agujeros negros fotografiados juntos

Es histórico: se han fotografiado dos agujeros negros juntos

El 9 de octubre de 2025, un equipo internacional publicó una imagen de radio que, por primera vez, muestra dos agujeros negros supermasivos compartiendo la misma órbita dentro del blazar conocido como OJ287, un descubrimiento que el equipo califica de histórico y que resuelve un enigma astronómico de larga data. Las dos fuentes de radio compactas se encuentran donde los modelos orbitales independientes predijeron que deberían estar, y el compañero más pequeño parece lanzar un chorro helicoidal que se asemeja a una manguera de jardín girando mientras rocía partículas a una velocidad cercana a la de la luz. Esta interpretación, y la imagen misma, se basan en interferometría de radio de línea de base muy larga que combinó telescopios terrestres con datos de archivo de radio espacial, y coincide con décadas de predicciones de sincronización y de estallidos ópticos para OJ287.

Es histórico: dos agujeros negros en OJ287

OJ287 ha sido un desafío y una promesa para los astrónomos durante más de un siglo: el objeto era visible en placas fotográficas de archivo del siglo XIX y, desde la década de 1980, se ha argumentado que su patrón regular de 12 años de estallidos ópticos brillantes surge de un motor de agujero negro binario. Ese modelo —perfeccionado durante décadas por grupos liderados por la University of Turku, el Tata Institute y otros— predijo el momento y la geometría de los estallidos repetidos, y la nueva imagen de radio localiza dos emisores de radio compactos exactamente donde esos modelos sitúan a los agujeros negros primario y secundario. Para muchos investigadores, esta es la primera confirmación espacial directa de que las oscilaciones de brillo realmente provienen de un par ligado en lugar de un único chorro en precesión.

Es histórico: dos agujeros negros — instrumentos y técnica de imagen

Capturar dos agujeros negros en órbita mutua exigió los ojos de radio más agudos disponibles. El equipo utilizó interferometría de línea de base muy larga (VLBI), combinando señales de una red internacional de radiotelescopios terrestres y líneas de base espaciales proporcionadas por la misión RadioAstron (Spektr-R), cuya antena llegó a alcanzar aproximadamente la mitad de la distancia a la Luna, mejorando así drásticamente la resolución angular. Ese conjunto de datos VLBI de tierra más espacio produce un poder de resolución efectivo equivalente a fotografiar una moneda en la Luna y fue esencial para separar las dos fuentes de radio compactas dentro del brillante núcleo de OJ287. De manera crucial, los agujeros negros se infieren a partir de sus chorros de radio y puntos calientes compactos en el mapa interferométrico; los agujeros en sí permanecen invisibles, revelados solo por las estructuras energéticas que lanzan.

Masas, separación y lo que la imagen nos dice sobre la gravedad

Como inferencia de esas masas medidas y del periodo de 12 años, la dinámica kepleriana arroja un semieje mayor aproximado del orden de 1–2×10^4 unidades astronómicas (alrededor de 0,05–0,1 pársecs, o unas pocas décimas de año luz). Esa cifra es una estimación newtoniana aproximada derivada de las masas publicadas y el periodo orbital, y debe leerse como una escala física de orden de magnitud más que como una medición directa reportada en la imagen de radio. El punto importante es que el par es extremadamente compacto en términos astronómicos y, a la distancia de OJ287 —a unos cinco mil millones de años luz de la Tierra—, su separación angular en el cielo es diminuta, razón por la cual se necesitó la VLBI de línea de base espacial para resolverlos.

OJ287 ya se ha utilizado como laboratorio para probar la relatividad general: los estallidos por impacto y la precesión del periastro predichos en el modelo binario han proporcionado pruebas indirectas de la dinámica relativista y la pérdida de energía mediante ondas gravitacionales. La nueva imagen directa no reemplaza por sí misma esas pruebas, pero ancla la geometría del sistema en el espacio y ofrece a los observadores una oportunidad única de seguir el movimiento orbital relativista y la orientación cambiante del chorro en tiempo real: una sonda directa de la gravedad de campo fuerte, la precesión del espacio-tiempo y el acoplamiento entre la órbita y la física de acreción.

Comportamiento de los chorros, ambigüedad y por qué es importante el seguimiento

Lo que la imagen significa para futuras observaciones y ondas gravitacionales

Encontrar una binaria supermasiva resoluble a escalas de pársec o sub-pársec es un hito importante para la astronomía de mensajeros múltiples. Sistemas como OJ287 son candidatos a emisores de ondas gravitacionales de nanohertzios que las matrices de temporización de púlsares intentan medir. Una binaria localizada espacialmente y modelada proporciona un ancla astrofísica para esas búsquedas de baja frecuencia y ofrece a los teóricos un objetivo bien definido para predecir formas de onda y tiempos de caída en espiral. En escalas de tiempo más cortas, el monitoreo de la orientación del chorro a medida que avanza la órbita pondrá a prueba los modelos de lanzamiento de chorros, la geometría magnética y las interacciones entre el disco y el secundario; los investigadores ya están planeando seguimientos de VLBI que rastrearán el esperado "balanceo" del chorro del secundario a través de múltiples fases de su órbita de 12 años.

Cómo esta imagen responde a preguntas de larga data

Durante décadas, la gente se ha preguntado si los núcleos galácticos activos que muestran variaciones periódicas de brillo esconden dos agujeros negros o simplemente una física compleja de acreción y chorros. La imagen de OJ287 no resuelve por sí sola cada alternativa, pero sí proporciona una confirmación espacial que coincide con una larga historia de predicciones temporales, algo que las pruebas indirectas nunca pudieron suministrar por completo. Al vincular los puntos calientes de radio con modelos orbitales derivados de forma independiente, el trabajo reduce el espacio de parámetros viable para explicaciones alternativas de un solo agujero negro y establece un nuevo punto de referencia observacional para los estudios de evolución binaria, precesión relativista y respuesta de los chorros al movimiento orbital.

Próximos pasos y dónde mirar

Dado que la afirmación se basa en una reconstrucción compleja de VLBI y en la coincidencia de fases orbitales modeladas, el campo se centrará ahora en la verificación. Eso significa más VLBI con una cobertura de línea de base densa, nuevos conceptos de VLBI espacial que restauren las líneas de base del nivel de RadioAstron, campañas multiespectrales para vincular la estructura de radio con los estallidos ópticos y de rayos X, y un cuidadoso seguimiento polarimétrico para comprobar si la estructura retorcida es realmente un chorro giratorio. Si las imágenes repetidas muestran el chorro del secundario oscilando de la manera que predicen los modelos actuales, el caso pasará de ser altamente persuasivo a incontrovertible, y OJ287 se convertirá en lo más parecido que tenemos a un laboratorio de binaria supermasiva en lenta evolución observado directamente.

Fuentes

• University of Turku (comunicado de prensa y materiales de investigación sobre OJ287)
• The Astrophysical Journal (artículo revisado por pares que describe los resultados de las imágenes de radio)
• Misión RadioAstron / Spektr-R (observatorio VLBI espacial utilizado en el conjunto de datos)
• Astronomy & Astrophysics (estudios de chorros y polarización por VLBI, artículos del equipo del Event Horizon Telescope)