“Creemos que estamos viendo una estela detrás del agujero negro donde el gas se enfría y puede formar estrellas. Así que estamos observando la formación de estrellas que sigue al agujero negro”, dijo Pieter van Dokkum de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut. “Lo que estamos viendo es la secuela. Al igual que la estela detrás de un barco, estamos viendo la estela detrás del agujero negro”. La estela debe contener muchas estrellas nuevas, dado que es casi la mitad de brillante que la galaxia huésped a la que está conectada.

El agujero negro se encuentra en un extremo de la columna, que se extiende hasta su galaxia madre. Hay un nudo notablemente brillante de oxígeno ionizado en la punta más externa de la columna. Los investigadores creen que es probable que el gas se esté comprimiendo y calentando debido al movimiento del agujero negro al chocar con el gas, o podría ser radiación proveniente de un disco de acreción alrededor del agujero negro. “El gas que está delante de él se ve afectado por el impacto supersónico de alta velocidad del agujero negro moviéndose a través del gas. Cómo funciona exactamente no se sabe realmente”, dijo van Dokkum.

“Es pura casualidad que nos hayamos topado con esto”, agregó van Dokkum. Estaba buscando cúmulos de estrellas globulares en una galaxia enana cercana. “Estaba escaneando la imagen del Hubble y luego noté que teníamos una pequeña raya. Inmediatamente pensé: ‘oh, un rayo cósmico que golpea el detector de la cámara y causa un artefacto de imagen lineal’. Cuando eliminamos los rayos cósmicos nos dimos cuenta de que seguía ahí. No se parecía a nada de lo que habíamos visto antes”.

Debido a lo extraño, van Dokkum y su equipo llevaron a cabo un seguimiento con espectroscopía utilizando los Observatorios W. M. Keck en Hawái. Describe la estela de estrellas como “bastante sorprendente, muy, muy brillante y muy inusual”. Esto llevó a la conclusión de que estaban observando las secuelas de un agujero negro que atravesaba una halo de gas que rodea a la galaxia huésped.

Este cohete intergaláctico es probablemente el resultado de múltiples colisiones de agujeros negros supermasivos. Los astrónomos sospechan que las dos primeras galaxias se fusionaron hace aproximadamente 50 millones de años. Eso reunió a dos agujeros negros supermasivos en sus centros. Giraron en torno a sí mismos como un agujero negro binario.

Luego, otra galaxia llegó con su propio agujero negro supermasivo. Esto sigue el viejo dicho: “dos son compañía y tres son multitud”. Los tres agujeros negros se mezclaron, lo que llevó a una configuración caótica e inestable. Uno de los agujeros negros robó impulso de los otros dos y fue expulsado de la galaxia huésped. Es posible que el binario original haya permanecido intacto, o el nuevo intruso agujero negro puede haber reemplazado a uno de los dos que estaban en el binario original y expulsado a su compañero anterior.

Cuando el agujero negro individual se alejó en una dirección, los agujeros negros binarios se dispararon en la dirección opuesta. Hay una característica que se ve en el lado opuesto de la galaxia huésped que podría ser el binario de agujeros negros fugitivos. Una evidencia circunstancial de esto es que no hay señales de que quede un agujero negro activo en el núcleo de la galaxia. El siguiente paso es realizar observaciones de seguimiento con el Telescopio Espacial James Webb de la NASA y el Observatorio de rayos X Chandra para confirmar la explicación del agujero negro.

El próximo Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA tendrá una visión panorámica del universo con la exquisita resolución del Hubble. Como telescopio de exploración, las observaciones de Roman podrían encontrar más de estas raras e improbables “estelas de estrellas” en otras partes del universo. Esto puede requerir el uso de aprendizaje automático mediante algoritmos que sean muy buenos para encontrar formas extrañas específicas en un mar de otros datos astronómicos, según van Dokkum.

El artículo de investigación se publicará el 6 de abril en The Astrophysical Journal Letters.

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, gestiona el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore realiza las operaciones científicas del Hubble. El STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, D.C.