Dos agujeros negros crecen juntos en una cercana fusión galáctica
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Martes 10 de Enero de 2023 8:14 pm
+ -Una nueva investigación revela que los agujeros negros binarios y las fusiones de galaxias que los crean pueden ser sorprendentemente frecuentes en el Universo
Dos agujeros negros
supermasivos creciendo simultáneamente han sido descubiertos cerca del centro
de una galaxia recién fusionada mediante el Atacama Large
Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
Estos gigantes
supermasivos son los más cercanos entre sí que los científicos han observado
jamás en múltiples longitudes de onda. Es más, la nueva investigación revela
que los agujeros negros binarios y las fusiones de galaxias que los crean
pueden ser sorprendentemente frecuentes en el Universo. Los resultados de la
nueva investigación se han publicado hoy en The Astrophysical Journal Letters,
y se han presentado en la 241ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana
(AAS) en Seattle, Washington.
A sólo 500 millones de
años-luz de la Tierra, en la constelación de Cáncer, UGC4211 es un candidato
ideal para estudiar las etapas finales de las fusiones de galaxias, que se
producen con mayor frecuencia en el Universo lejano y, como resultado, pueden
ser difíciles de observar. Cuando los científicos utilizaron los receptores de alta
sensibilidad de 1.3 mm de ALMA para observar en profundidad los núcleos
galácticos activos de la fusión -áreas compactas y muy luminosas de las
galaxias causadas por la acreción de materia alrededor de los agujeros negros
centrales- encontraron no uno, sino dos agujeros negros devorando glotonamente
los subproductos de la fusión. Sorprendentemente, estaban comiendo uno al lado
del otro, con sólo 750 años-luz de distancia entre ellos.
“Las simulaciones
sugerían que la mayor parte de la población de agujeros negros binarios en
galaxias cercanas serían inactivos, porque son más comunes, y no dos agujeros
negros en crecimiento como los que hemos encontrado”, dijo en un comunicado
Michael Koss, científico investigador senior de Eureka Scientific y autor principal
de la nueva investigación.
Koss añadió que el uso
de ALMA cambia las reglas del juego, y que el hallazgo de dos agujeros negros
tan próximos en el Universo cercano podría allanar el camino para estudios
adicionales de este apasionante fenómeno. “ALMA es único en el sentido de que
puede ver a través de grandes columnas de gas y polvo y alcanzar una resolución
espacial muy alta para ver cosas muy cercanas. Nuestro estudio ha identificado
uno de los pares de agujeros negros más cercanos en una fusión de galaxias, y
como sabemos que las fusiones de galaxias son mucho más comunes en el Universo
lejano, estas binarias de agujeros negros también pueden ser mucho más comunes
de lo que se pensaba”.
Si las parejas binarias
de agujeros negros emparejados son realmente comunes, como Koss y su equipo
postulan, podría haber implicaciones significativas para futuras detecciones de
ondas gravitacionales.
Ezequiel Treister,
astrónomo de la Universidad Católica de Chile y coautor de la investigación,
afirma: “Podría haber muchas parejas de agujeros negros supermasivos en
crecimiento en los centros de las galaxias que no hemos sido capaces de
identificar hasta ahora. Si este es el caso, en un futuro próximo observaremos
frecuentes eventos de ondas gravitacionales causados por las fusiones de estos
objetos en todo el Universo”.
La combinación de datos
de ALMA con observaciones de longitud de onda múltiple de otros telescopios
poderosos como Chandra, Hubble, el Very Large Telescope de ESO y Keck agregó
detalles finos a una historia que ya era convincente.
“Cada longitud de onda cuenta
una parte diferente de la historia. Mientras que las imágenes ópticas
terrestres nos mostraron toda la galaxia en fusión, el Hubble nos mostró las
regiones nucleares en alta resolución. Las observaciones de rayos X revelaron
que había al menos un núcleo galáctico activo en el sistema”, dijo Treister. “Y
ALMA nos mostró la ubicación exacta de estos dos agujeros negros supermasivos
hambrientos y en crecimiento. Todos estos datos juntos nos han dado una imagen
más clara de cómo las galaxias como la nuestra resultaron ser como son y en qué
se convertirán en el futuro”.
Hasta ahora, los
científicos han estudiado principalmente solo las primeras etapas de las
fusiones de galaxias. La nueva investigación podría tener un profundo impacto
en nuestra comprensión de la inminente fusión de la Vía Láctea con la cercana
Galaxia de Andrómeda.
Koss dijo: “La colisión
de la Vía Láctea y Andrómeda se encuentra en sus primeras etapas y se prevé que
ocurra en unos 4.500 millones de años. Lo que acabamos de estudiar es una
fuente en la etapa final de la colisión, por lo que lo que estamos viendo
presagia esa fusión y también nos da una idea de la conexión entre la fusión y
el crecimiento de los agujeros negros y, finalmente, la producción de ondas
gravitacionales”.
Agencias
