El telescopio espacial James Webb, equipado para explorar el cosmos 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 observación, la más antigua y remota de una fusión de agujeros negros registrada hasta la fecha, proporcionará a los astrónomos datos valiosos sobre los orígenes y la evolución temprana de estos fenómenos en el cosmos inicial.
Un grupo internacional de astrónomos logró este descubrimiento gracias a las cámaras de James Webb, un proyecto de la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).
Los resultados se divulgaron recientemente en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Se sabe que dentro de la mayoría de las galaxias masivas, como la Vía Láctea, existe un agujero negro supermasivo cuya masa supera en millones de veces a la del Sol.
Aunque se acepta que los agujeros negros supermasivos influyen significativamente en la evolución de sus galaxias anfitrionas, los detalles de cómo alcanzaron tales dimensiones siguen siendo un misterio.
La presencia de agujeros negros colosales en los primeros mil millones de años tras el Big Bang indica que ese crecimiento debió producirse muy rápidamente y muy pronto.
Las recientes observaciones de Webb han confirmado una fusión en proceso entre dos galaxias y sus inmensos agujeros negros en un periodo cuando el universo contaba con solo 740 millones de años. Este sistema ha sido denominado ZS7.
Los agujeros negros masivos que acumulan activamente material exhiben características espectrográficas específicas que permiten a los astrónomos identificarlos. En el caso de las galaxias distantes como las de este estudio, solo son visibles a través de 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”, añade.
El equipo descubrió que uno de los agujeros negros posee una masa 50 millones de veces mayor que 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 estudiado es comparable a la de la Gran Nube de Magallanes”, añade Pablo G. Pérez-González, del Centro de Astrobiología (CAB), CSIC/INTA.
“Podemos imaginar cómo influiría en la evolución de las galaxias en fusión el hecho de que cada una posea un agujero negro supermasivo tan grande o mayor que el de la Vía Láctea”, plantea el investigador español.
El estudio anticipa que la fusión de estos dos agujeros negros generará ondas gravitacionales detectables por futuros observatorios como la misión LISA (Laser Interferometer Space Antenna), aprobada recientemente por la ESA.
“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 sólo la punta del iceberg”.
