Ciencia

La NASA detecta un agujero negro de rápido crecimiento: el ‘eslabón perdido’ en los orígenes de los fenómenos supermasivos

Los agujeros negros supermasivos, que acechan en el centro de galaxias como la Vía Láctea, tienen masas que son de millones a miles de millones de veces la del Sol. Sin embargo, cómo exactamente estos gigantes crecieron a tamaños tan sobresalientes sigue siendo uno de los enigmas sobresalientes de la astronomía. Las principales teorías actuales proponen que los agujeros negros supermasivos se originan en los núcleos envueltos en polvo y gas de las galaxias con «estallido estelar» vigorosamente formadoras de estrellas, antes de expulsar esta cubierta y emerger como un cuásar, un objeto brillante alimentado por un agujero negro supermasivo.

Si bien es extremadamente raro, tanto las galaxias polvorientas con estallido estelar como los cuásares luminosos se han visto desde el universo primitivo.

Sin embargo, el paso intermedio predicho por la teoría, un agujero negro de rápido crecimiento, nunca antes se había detectado.

En su estudio, el astrónomo Dr. Seiji Fujimoto de la Universidad de Copenhague y sus colegas analizaron los datos recopilados por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA.

Identificaron un objeto, denominado «GNz7q», que pasaba desapercibido en una de las áreas mejor estudiadas del cielo nocturno y existió solo 750 millones de años después del Big Bang.

GNz7q aparece como una fuente compacta de luz infrarroja y ultravioleta, bastante diferente de las emisiones que se esperarían de una galaxia pero totalmente consistente con el tipo de radiación que se liberaría del material que cae en un agujero negro.

Además, el objeto combina aspectos de galaxias con estallido estelar y cuásares con la luz del cuásar que muestra un color rojizo como el polvo.

El Dr. Fujimoto dijo: “Nuestro análisis sugiere que GNz7q es el primer ejemplo de un agujero negro de rápido crecimiento en el núcleo polvoriento de una galaxia con estallido estelar en una época cercana al primer agujero negro supermasivo conocido en el universo.

“Las propiedades del objeto en todo el espectro electromagnético concuerdan excelentemente con las predicciones de las simulaciones teóricas.

“GNz7q proporciona una conexión directa entre estas dos poblaciones raras y proporciona una nueva vía para comprender el rápido crecimiento de los agujeros negros supermasivos en los primeros días del universo.

«Nuestro descubrimiento proporciona un ejemplo de los precursores de los agujeros negros supermasivos que observamos en épocas posteriores».

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Según los investigadores, GNz7q aparece muy brillante en longitudes de onda ultravioleta pero muy débil en la parte de rayos X del espectro.

Esto es consistente con un agujero negro de rápido crecimiento cuyo disco de acreción está solo parcialmente sin exponer, de modo que los bordes emisores de ultravioleta son visibles mientras que el núcleo emisor de rayos X todavía está oscurecido por el núcleo polvoriento de su galaxia anfitriona de formación estelar.

El autor del artículo y colega astrónomo de la Universidad de Copenhague, Gabriel Bramme, dijo: “GNz7q es un descubrimiento único que se encontró justo en el centro de un campo celeste famoso y bien estudiado; muestra que los grandes descubrimientos a menudo se pueden ocultar justo frente a ti.

«Es poco probable que el descubrimiento de GNz7q dentro del área de estudio relativamente pequeña de ‘GOODS-North’ haya sido simplemente ‘suerte tonta’, sino que la prevalencia de tales fuentes puede ser significativamente mayor de lo que se pensaba anteriormente».

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El equipo explicó que encontrar GNz7q «oculto a plena vista», por así decirlo, solo fue posible gracias a los abundantes datos recopilados en el área del cielo «GOODS-North».

Con su estudio inicial completo, los investigadores ahora buscan buscar sistemáticamente otros agujeros negros en crecimiento en el universo primitivo utilizando estudios del cielo de alta resolución dedicados, así como el sucesor espiritual del Hubble, el Telescopio Espacial James Webb.

El Dr. Fujimoto dijo: «La caracterización completa de estos objetos y el sondeo de su evolución y la física subyacente con mucho mayor detalle será posible con el Telescopio Espacial James Webb».

Concluyó: «Una vez que esté en funcionamiento regular, Webb tendrá el poder de determinar de manera decisiva qué tan comunes son realmente estos agujeros negros de rápido crecimiento».

Los hallazgos completos del estudio se publicaron en la revista Nature.

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