OJ 287 y su extraño comportamiento

Hay una región del universo que la luz que nos llega en estos momentos, partió cuando en la Tierra no había ni rastro de vida. Ese lugar alberga al interesante objeto OJ 287, una galaxia activa de tipo BL Lacertae situada a 5.000 millones de años luz. Es uno de los mejores candidatos a albergar no uno, sino dos agujeros negros supermasivos orbitándose en un complejo baile cósmico y una nueva investigación nos ha revelado nuevos datos al respecto.

Esta galaxia activa no es nueva. Los astrónomos llevan investigándola desde hace más de 150 años cuando ya entonces observaron las violentas erupciones que mostraba. Estos días han aparecido nuevos hallazgos porque un equipo internacional de científicos liderados por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) ha observado el corazón de OJ 287 con un detalle sin precedentes. Tal es el detalle que han descubierto una estructura plana a modo de cinta de plasma que se retuerce a medida que sale disparada desde el mismo centro de esta galaxia.

Cuando se alinean los astros

«Nunca habíamos visto algo así en OJ 287. Fue como si el universo se alineara a nuestro favor. Gracias a una alineación orbital afortunada de nuestro radiotelescopio espacial, conseguimos una vista tan nítida que pudimos ver la estructura de ese chorro con un detalle exquisito, llegando hasta regiones que están a solo unos pocos meses luz del agujero negro», comenta la doctora Thalia Traianou, investigadora del IAA-CSIC y autora principal del estudio que expone la investigación (Traianou, 2025). Con este hallazgo ahora se comprenden mejor los entornos más extremos que rodean a los agujeros negros supermasivos. También sobre esos potentes chorros que se adentran en el medio intergaláctico.

Para lograr este detalle los científicos utilizaron la técnica de la interferometría radioastronómica espacio-Tierra con el radio telescopio espacial RadioAstron y otros 27 radiotelescopios distribuidos a lo largo de nuestro planeta. El resultado que ofrece esta técnica es el equivalente a tener un telescopio del tamaño de nuestro planeta. Para hacerse una idea de la resolución que podría alcanzar este telescopio virtual, es como si pudieras leer un periódico en Nueva York desde París suponiendo que la Tierra fuese plana, pero… LA TIERRA NO ES PLANA.

La cinta de OJ 287 y algo más

La resolución lograda con la interferometría radioastronómica no solo permitió a los científicos ver la forma plana del chorro sino también apreciar regiones en él que alcanzan la infernal temperatura de 10 billones de Kelvin. Sin duda ese valor tan enorme es indicativo de la energía extrema y el movimiento desmedido que tiene lugar en las regiones más próximas al centro galáctico.

Estudiando la polarización de la región más interna de la galaxia, los científicos descubrieron que el campo magnético de OJ 287 está alineado de manera precisa con la dirección del chorro. Este dato es crucial para comprender cómo se forman estos chorros y son lanzados al espacio a unas velocidades que se quedan muy cerca de la velocidad de la luz.

«Esta estructura no solo es visualmente impactante, sino que nos revela cómo interactúan los campos magnéticos y los flujos de plasma a altísima velocidad en uno de los entornos más extremos del universo», explica el doctor José Luis Gómez, coautor del estudio e investigador principal en el IAA-CSIC.

Viendo los primeros instantes de una onda de choque en OJ 287

El equipo de científicos observó algo inédito mientras analizaba los datos. Descubrieron los primeros instantes de la formación de una nueva onda de choque en el chorro. Esto es, una perturbación que se mueve a través del plasma a gran velocidad. Y no solo eso, sino que además esta nueva onda colisionó con otra onda de choque que ya estaba allí antes. Según parece, esta nueva perturbación coincidió con la detección en 2017 de potentes rayos gamma procedentes de OJ 287 donde, la energía liberada fue del orden de billones de electronvoltios.

«Captamos el nacimiento de un nuevo componente del chorro y lo vimos viajar a lo largo de esta hermosa cinta hasta impactar contra una onda de choque estacionaria y producir los rayos gamma más energéticos jamás detectados en esta fuente», detalla Traianou.

Extraños comportamientos de OJ 287 ya en los años 80

No es reciente que los comportamientos de OJ 287 mantengan alerta a los astrónomos. Parece ser que las variaciones en brillo son periódicas y se repiten en ciclos, según se cree, de 60 años. Ahora, con las nuevas imágenes proporcionadas en la investigación de Traianou y el chorro energético que han investigado, aporta información sobre este enigma. Ahora pueden poner a prueba la hipótesis que plantea la existencia de un sistema binario de agujeros negros supermasivos.

De confirmarse la hipótesis, este supuesto sistema doble de agujeros negros supermasivos sería un laboratorio para estudiar la evolución y futura fusión de estos dos elementos. Algo que, cuando ocurra, generará ondas gravitacionales de una forma más o menos similar a lo que sucedió hace unos pocos años (Abbott, 2020a; Abbott, 2020b).

Por otro lado, las nuevas observaciones también ofrecen datos que resultan clave para comprender cómo el movimiento de estos dos supuestos agujeros negros podría torcer y reorientar sus chorros que, por otro lado, también podrían ser detectados desde la Tierra.

El bamboleo desconcertante del chorro de OJ 287

Lo que se sabe del chorro que emerge de OJ 287 tiene un bamboleo muy notorio que sucede a escalas enormes de decenas de años luz donde su ángulo de salida varía en ciclos de entre 24 y 30 años, algo que en cosmología se considera «un suspiro». Lo que ocurre es que a pesar de que el mecanismo que provocaría estas variaciones se ha estudiado en profundidad, no se conoce exactamente lo que lo provoca. Eso sí, se barajan varias hipótesis:

• La precesión inducida por el posible sistema doble de agujeros negros, lo que hace que realice un giro similar al del eje de una peonza.
• Inestabilidades provocadas por materiales que están cayendo hacia el agujero negro (o hacia el hipotético sistema doble de agujeros negros).
• Resonancias producidas en el campo magnético provocado por el agujero negro (o por el hipotético sistema doble de agujeros negros).
• Efectos relativistas más complejos, como la precesión de Lense-Thirring provocada por la propia rotación del agujero negro.

En definitiva, el cambio de orientación de este bamboleo resultó clave para que las observaciones fuesen afortunadas. Esto permitió capturar un segmento del chorro que hasta ese momento resultaba invisible y que ahora muestra una curva pronunciada nunca antes vista.

Artículos científicos relacionados

Traianou, E., et al (2025). Revealing a ribbon-like jet in OJ 287 with RadioAstron. Astronomy & Astrophysics, 700 – A12. DOI: 10.1051/0004-6361/202554929 (Ver).

Abbott, R., et al (2020a). GW190521: A Binary Black Hole Merger with a Total Mass of 150 M⊙. Physical Review Letters, 125, 101102. DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.101102 (Ver).

Abbott, R., et al (2020b). Properties and Astrophysical Implications of the 150 M_⊙ Binary Black Hole Merger GW190521. The Astrophysical Journal Letters, 900 L13. DOI: 10.3847/2041-8213/aba493 (Ver).

Referencias

• Revelan la sorprendente estructura del chorro de un posible sistema binario de agujeros negros supermasivos. IAA-CSIC News (Ver).