JWST detecta la fusión de agujeros negros más distante hasta la fecha
Por: Centro de Información ESA/Hubble.
16 de mayo de 2024
Se muestran tres paneles que muestran un área cada vez más pequeña del campo de galaxias PRIMER. La primera imagen muestra un gran campo de galaxias sobre el fondo negro del espacio. La segunda imagen muestra una región más pequeña de este campo, revelando las galaxias con más detalle, apareciendo en una variedad de formas y colores. La imagen final muestra el sistema de galaxias ZS7, revelando la emisión de hidrógeno ionizado en naranja y la emisión de oxígeno doblemente ionizado en rojo oscuro. Crédito de la imagen: ESA/Webb, NASA, CSA, J. Dunlop, D. Magee, PG Pérez-González, H. Übler, R. Maiolino, et al.
Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado el Telescopio Espacial James Webb de NASA/ESA/CSA para encontrar evidencia de una fusión en curso de dos galaxias y sus enormes agujeros negros cuando el Universo tenía sólo 740 millones de años. Esto marca la detección más distante de una fusión de agujeros negros jamás obtenida y la primera vez que este fenómeno se detecta tan temprano en el Universo.
Los astrónomos han encontrado agujeros negros supermasivos con masas de millones a miles de millones de veces la del Sol en la mayoría de las galaxias masivas del Universo local, incluida nuestra Vía Láctea. Es probable que estos agujeros negros hayan tenido un impacto importante en la evolución de las galaxias en las que residen. Sin embargo, los científicos aún no comprenden completamente cómo estos objetos crecieron hasta volverse tan masivos.
El hallazgo de gigantescos agujeros negros que ya existían en los primeros mil millones de años después del Big Bang indica que dicho crecimiento debe haber ocurrido muy rápidamente y muy temprano. Ahora, el Telescopio Espacial James Webb (JWST) está arrojando nueva luz sobre el crecimiento de los agujeros negros en el Universo primitivo. Las nuevas observaciones del Webb han proporcionado evidencia de una fusión en curso de dos galaxias y sus enormes agujeros negros cuando el universo tenía sólo 740 millones de años. El sistema se conoce como ZS7. El estudio se publica en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Los agujeros negros masivos que están acumulando materia activamente tienen características espectrográficas distintivas que permiten a los astrónomos identificarlos. Para galaxias muy distantes, como las de este estudio, estas firmas son inaccesibles desde la Tierra y sólo pueden verse con el JWST "Encontramos evidencia 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 normalmente producen los agujeros negros en sus episodios de acreción", explicó la autora principal del estudio, Hannah Übler.
El equipo también señala que una vez que los dos agujeros negros se fusionen, también generarán ondas gravitacionales. Eventos como este serán detectables con la próxima generación de observatorios de ondas gravitacionales, como la próxima misión de Antena Espacial con Interferómetro Láser (LISA), que fue aprobada recientemente por la Agencia Espacial Europea y será el primer observatorio espacial dedicado a estudiar las ondas gravitatorias. "Los resultados de Webb nos dicen que los sistemas más ligeros detectables por LISA deberían ser mucho más frecuentes de lo que se suponía anteriormente", dijo la científica principal del proyecto LISA, Nora Luetzgendorf, de la Agencia Espacial Europea en los Países Bajos.
Este descubrimiento se debió a observaciones realizadas como parte del programa Galaxy Assembly con NIRSpec Integral Field Spectroscope. El equipo ha recibido recientemente un nuevo Gran Programa en el Ciclo 3 de observaciones del JWST, para estudiar en detalle la relación entre los agujeros negros masivos y sus galaxias anfitrionas en los primeros mil millones de años.
Un componente importante de este programa será la búsqueda y caracterización sistemática de fusiones de agujeros negros. Este esfuerzo determinará la velocidad a la que se produce la fusión de los agujeros negros en las primeras épocas cósmicas y evaluará el papel de la fusión en el crecimiento inicial de los agujeros negros y la velocidad a la que se producen ondas gravitacionales desde el principio de los tiempos.
Fuente:
https://phys.org/news/2024-05-webb-distant-black-hole-merger.html