Identifican un raro doble cuásar en el universo distante
Astrónomos han hecho un descubrimiento raro en el
universo primitivo que involucra dos agujeros negros supermasivos, o cuásares,
que se alimentan activamente, separados por solo 10.000 años luz.
Usando un conjunto de telescopios espaciales y
terrestres, incluidos dos observatorios de Maunakea en Hawái, el Observatorio
W. M. Keck y Gemini North, los investigadores encontraron el par de agujeros
negros incrustados dentro de dos galaxias que se fusionaron cuando el universo
tenía solo 3.000 millones de años. El estudio, dirigido por la Universidad de
Illinois en Urbana-Champaign, se publica en Nature.
Encontrar un sistema de este tipo es difícil debido
al desafío de distinguir dos agujeros negros individualmente cuando están tan
cerca el uno del otro. Pero en este sistema en particular, llamado J0749+2255,
ambos agujeros negros estaban en un frenesí de alimentación, devorando gas y
polvo que se calentó a temperaturas tan altas que el dúo produjo un gran
espectáculo de fuegos artificiales. Esta actividad se llama cuásar, un fenómeno
que ocurre cuando los agujeros negros emiten una enorme cantidad de luz a
través del espectro electromagnético mientras se dan un “festín”.
J0749+2255 es muy inusual porque el sistema no tiene
uno, sino dos cuásares que están activos al mismo tiempo y están lo
suficientemente cerca como para fusionarse.
“No vemos muchos cuásares dobles en este momento
temprano en el universo. Y es por eso que este descubrimiento es tan
emocionante”, dijo en un comunicado el estudiante graduado Yu-Ching Chen de la
Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, autor principal de este estudio.
El observatorio espacial Gaia de la ESA detectó por
primera vez el doble cuásar sin resolver, capturando imágenes que indican dos
faros de luz estrechamente alineados en el universo joven. Chen y su equipo
usaron el Telescopio Espacial Hubble de la NASA para verificar que los puntos
de luz provenían de un par de agujeros negros supermasivos.
Siguieron observaciones de múltiples longitudes de
onda; utilizando la cámara de infrarrojo cercano (NIRC2) de segunda generación
del Observatorio Keck junto con su sistema de óptica adaptativa, así como
Gemini North, el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y la red de
radiotelescopios Very Large Array en Nuevo México, los investigadores
confirmaron el doble el cuásar no eran dos imágenes del mismo cuásar creados
por lentes gravitacionales.
“El proceso
de confirmación no fue fácil y necesitábamos una serie de telescopios que
cubrieran el espectro desde los rayos X hasta la radio para finalmente
confirmar que este sistema es de hecho un par de cuásares, en lugar de,
digamos, dos imágenes de un cuásar con lentes gravitacionales”, dijo el coautor
Yue Shen, astrónomo de la Universidad de Illinois.
Debido a que los telescopios miran hacia el pasado
distante, este cuásar doble ya no existe. Durante los 10.000 millones de años
intermedios, sus galaxias anfitrionas probablemente se han asentado en una
galaxia elíptica gigante, como las que se ven en el universo local hoy. Y los
cuásares se han fusionado para convertirse en un gigantesco agujero negro
supermasivo en su centro.
La galaxia elíptica gigante cercana, M87, tiene un
monstruoso agujero negro que pesa 6.500 millones de veces la masa de nuestro
Sol. Quizás este agujero negro surgió de una o más fusiones de galaxias en los
últimos miles de millones de años.
Cada vez hay más pruebas de que las grandes galaxias
se forman a través de fusiones. Los sistemas más pequeños se unen para formar
sistemas más grandes y estructuras cada vez más grandes. Durante ese proceso,
deberían formarse pares de agujeros negros supermasivos dentro de las galaxias
que se fusionan.
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