Un equipo internacional de astrónomos utilizó el NASA/ESA/CSA Telescopio espacial James Webb para encontrar evidencia de uno fusión en curso entre dos galaxias y sus enormes agujeros negros cuando el Universo tenía sólo 740 millones de años. Esto marca la detección más lejana de una fusión de agujeros negros jamás lograda y la primera vez que este fenómeno se detecta tan temprano en el Universo.
Los astrónomos han encontrado agujeros negros supermasivos con masas de millones a miles de millones de veces la del Sol en la mayoría de las galaxias más masivas del Universo local, incluida nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Se cree que estos agujeros negros han tenido un impacto significativo en la evolución de las galaxias en las que residen. Sin embargo, los científicos aún no comprenden completamente cómo estos objetos llegaron a ser tan masivos. El descubrimiento de gigantescos agujeros negros ya presentes en los primeros mil millones de años después del Big Bang indica que tal crecimiento debe haber ocurrido muy rapido y muy pronto. Ahora, el Telescopio Espacial James Webb está arrojando nueva luz sobre el crecimiento de los agujeros negros en el Universo temprano.
Las nuevas observaciones de Webb han proporcionado evidencia de una fusión en curso entre dos galaxias y sus enormes agujeros negros cuando el Universo tenía sólo 740 millones de años. El sistema se conoce como ZS7.
Los agujeros negros masivos en acreción activa tienen características espectrográficas distintivas que permiten a los astrónomos identificarlos. Para galaxias muy distantes, como las de este estudio, estas firmas son inaccesibles desde la Tierra y sólo pueden verse con Webb.
“Encontramos evidencia de gas muy denso y de rápido movimiento en las proximidades del agujero negro, así como gas caliente y altamente ionizado iluminado por la radiación energética típicamente producida por los agujeros negros en sus eventos de acreción.” explicó el autor Hannah Übler de la Universidad de Cambridge, Reino Unido. “Gracias a la nitidez sin precedentes de sus capacidades de obtención de imágenes, Webb también permitió a nuestro equipo separar espacialmente los dos agujeros negros.“.
El equipo descubrió que uno de los dos agujeros negros tiene una masa 50 millones de veces mayor que la del Sol”.La masa del otro agujero negro probablemente sea similar, aunque es mucho más difícil de medir porque este segundo agujero negro está enterrado en gas denso.”, explicó el miembro del equipo. Roberto Maiolino de la Universidad de Cambridge y University College London, Reino Unido.
“Nuestros resultados sugieren que la fusión es una vía importante a través de la cual los agujeros negros pueden crecer rápidamente, incluso en el amanecer cósmico,”, explicó Übler. “Junto con otros resultados de Webb sobre agujeros negros masivos activos en el Universo distante, nuestros resultados también muestran que los agujeros negros masivos han dado forma a la evolución de las galaxias desde el principio.“.
“La masa estelar del sistema que estudiamos es similar a la de nuestra vecina, la Gran Nube de Magallanes,”, enfatizó el miembro del equipo. Pablo G. Pérez-González del Centro de Astrobiología (CAB), CSIC/INTA, en España. “Podemos intentar imaginar cómo podría verse afectada la evolución de las galaxias fusionadas si cada galaxia tuviera un agujero negro supermasivo tan grande o mayor que el que tenemos en la Vía Láctea.“.
El equipo también destacó que una vez que los 2 agujeros negros se fusionen, también generarán ondas gravitacionales. Eventos como este serán detectables con la próxima generación de observatorios de ondas gravitacionales, como la próxima misión Laser Interferometer Space Antenna (LISA), recientemente aprobada por la Agencia Espacial Europea y que será el primer observatorio en el espacio dedicado al estudio de ondas gravitacionales.
Los resultados del estudio fueron publicados en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
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