El telescopio espacial James Webb, capaz de bucear hasta el universo primitivo, está mostrando cosas increíbles, la última, la fusión de dos galaxias y sus enormes agujeros negros cuando el universo solo tenía 740 millones de años.
Esta detección, la más lejana y primitiva jamás obtenida de una fusión de dos agujeros negros, ayudará a los astrónomos a comprender cómo fue el origen y evolución de estos objetos en el universo primitivo.
El hallazgo, realizado por un equipo internacional de astrónomos, ha sido posible gracias a las cámaras del James Webb, construido por la NASA, la agencia espacial europea (ESA) y por la agencia canadiense (CSA).
Los detalles se han publicado este jueves en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
El enigma de los agujeros negros supermasivos
La mayoría de las galaxias masivas —incluida la Vía Láctea— tienen en su interior un agujero negro supermasivo con una masa millones de veces superior a la del Sol.
Se cree que los agujeros negros supermasivos han tenido un gran impacto en la evolución de las galaxias en las que residen pero los científicos aún no comprenden bien cómo llegaron a ser tan masivos.
Encontrar agujeros negros gigantescos ya en los primeros mil millones de años tras el Big Bang indica que ese crecimiento debió producirse muy rápidamente y muy pronto.
Ahora, las nuevas observaciones del Webb han aportado pruebas de una fusión en curso de dos galaxias y sus enormes agujeros negros cuando el Universo tenía solo 740 millones de años. El sistema se conoce como ZS7.
Los agujeros negros masivos que acumulan materia de forma activa presentan características espectrográficas distintivas que permiten a los astrónomos identificarlos. En el caso de las galaxias muy lejanas, como las de este estudio, solo pueden observarse con Webb.
«Encontramos evidencias de gas muy denso con movimientos rápidos en las proximidades del agujero negro, así como gas caliente y altamente ionizado iluminado por la radiación energética que suelen producir los agujeros negros en sus episodios de acreción», explica la autora principal, Hannah Übler, de la Universidad de Cambridge (Reino Unido).
«Gracias a la nitidez sin precedentes de sus capacidades de imagen, 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 superior a la del Sol.
«Es probable que la masa del otro agujero negro sea similar, aunque es mucho más difícil de medir porque este segundo agujero negro está enterrado en gas denso», añade Roberto Maiolino, de la Universidad de Cambridge.
«Nuestros hallazgos sugieren que la fusión es una vía importante a través de la cual los agujeros negros pueden crecer rápidamente, incluso en el amanecer cósmico», y que «los agujeros negros masivos han estado dando forma a la evolución de las galaxias desde el principio» de los tiempos, sugiere Übler.
«La masa estelar del sistema que estudiamos es similar a la de nuestra vecina la Gran Nube de Magallanes», añade Pablo G. Pérez-González, del Centro de Astrobiología (CAB), CSIC/INTA.
«Podemos tratar de imaginar cómo podría verse afectada la evolución de las galaxias en fusión si cada galaxia tuviera un agujero negro supermasivo tan grande o más que el que tenemos en la Vía Láctea», plantea el investigador español.
Ondas gravitacionales
El estudio recuerda que cuando los dos agujeros negros se fusionen, generarán ondas gravitacionales que se podrán detectar con la próxima generación de observatorios de ondas gravitacionales, como la misión LISA (Laser Interferometer Space Antenna), recientemente aprobada por la ESA y que será el primer observatorio espacial dedicado al estudio de las ondas gravitacionales.
«Los resultados de Webb nos dicen que los sistemas más ligeros detectables por LISA deberían ser mucho más frecuentes de lo que se suponía», compartió la científica principal del proyecto LISA, Nora Luetzgendorf, de la Agencia Espacial Europea en los Países Bajos.
«Lo más probable es que nos haga ajustar nuestros modelos para los índices de LISA en este rango de masas. Esto es solo la punta del iceberg».
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