Cuando dos galaxias chocan, este evento provoca cambios importantes en el entorno galáctico: provoca ráfagas de formación de estrellas, afecta los flujos de gas y, finalmente, fusiona agujeros negros supermasivos en el centro de la galaxia fusionada.
Los astrónomos quieren saber cómo se orbitan entre sí los agujeros negros, porque estas fusiones también afectan la evolución de las galaxias. Sin embargo, aunque se han encontrado muchos binarios de agujeros negros en las cercanías, los pares más distantes han permanecido ocultos hasta ahora.
(Fuente: Gemini Observatory International / NOIRLab / NSF / AURA / M. Zamani, J. da Silva)
Yu-Ching Chen (Universidad de Illinois) y colegas A naturaleza En la revista se anunció el descubrimiento del binario más masivo de un agujero negro supermasivo, que data de cuando el universo tenía solo 3 mil millones de años. Este descubrimiento arroja luz sobre la evolución de las galaxias durante un período extremadamente ocupado, llamado «mediodía cósmico». Este fue el período en el que crecieron las galaxias y nacieron nuevas estrellas con densidades excepcionalmente altas.
Los agujeros negros supermasivos emiten luz solo cuando el gas fluye hacia ellos, lo que hace que se calienten y brillen en todo el espectro electromagnético. La fusión puede alimentar el agujero negro, que se convierte en el llamado núcleo galáctico activo y brilla perceptiblemente incluso desde grandes distancias. Cuando ambos agujeros negros brillen como núcleos galácticos activos, podremos detectar su fusión.
Los astrónomos ya han descubierto alrededor de un centenar de núcleos galácticos doblemente activos a una distancia relativamente pequeña de nosotros. Sin embargo, cuanto más los buscamos, más difícil se vuelve. Los binarios de agujeros negros distantes aparecen tan juntos en el cielo que son difíciles de separar.
Los investigadores comenzaron a buscar binarios de agujeros negros basados en el brillo característico de los núcleos galácticos activos. Los agujeros negros no se alimentan bien, por lo que la luz que emiten no es constante. Si nos enfrentamos a dos agujeros negros, los vemos como un punto de luz ligeramente alargado en el cielo, pero producen brillo independientemente el uno del otro. Cuando uno de los núcleos galácticos activos brilla, solo la mitad del punto se vuelve más brillante. Por eso nos puede ayudar el telescopio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, que puede medir la ubicación exacta de los cuerpos celestes con extrema precisión. Gaia ve un brillo descoordinado del núcleo galáctico doble activo, como si el punto de luz se moviera de un lado a otro.
Según los investigadores, el AGN SDSS J0749+2255 excepcionalmente brillante, observado por primera vez por el programa Sloan Digital Sky Survey, es probablemente un agujero negro binario. Para probar esto, los astrónomos también han hecho observaciones en los campos de radio, infrarrojos, ópticos y de rayos X.
«En una instantánea, vimos estructuras de galaxias distorsionadas o características de marea». Chen explica. Los perfiles de marea revelan una fusión anterior. Según los valores de brillo de AGN medidos en diferentes longitudes de onda, no se trata de dos AGN independientes que aparecen uno al lado del otro en el cielo por casualidad, o de que estamos tratando con un AGN que genera una lente gravitacional en el núcleo.
Los agujeros negros en el sistema están separados por solo 10.000 años luz. (A modo de comparación, el sistema solar está a 26.000 años luz del centro galáctico). Tienen masas similares, ambos 1.500 millones de masas solares. Los investigadores estiman que la pareja continuará orbitándose entre sí durante unos cientos de millones de años.
Christina Spengola (INAF) Entonces comentario Al señalar el hallazgo de que los autores del artículo «desarrollan un método sencillo para confirmar la existencia de los candidatos», también agregó que tales observaciones de múltiples longitudes de onda, aunque son muy costosas, son esenciales para comprender la evolución de las galaxias.
Chen y sus colegas aún no han terminado este sistema. Pronto, el Telescopio Espacial James Webb mapeará el movimiento del gas en las galaxias en fusión para aprender más sobre el nacimiento de estrellas en ambientes similares.
Aunque el descubrimiento de los binarios de los agujeros negros supermasivos es muy emocionante, no resuelve en absoluto los problemas generales. Los investigadores quieren estudiar una muestra más grande para estimar la cantidad de AGN que se emparejaron durante el período del sur cósmico, comparar los números con modelos cosmológicos y refinar las teorías de la evolución de las galaxias.
Afortunadamente, la tarde cósmica está llena de núcleos galácticos activos y brillantes, por lo que aún quedan muchos más agujeros negros binarios supermasivos por descubrir. «Esperamos con ansias el Telescopio Espacial Rumano». Chen dice. «Esperamos encontrar cientos o miles de sistemas más como el que se informa en este documento». El telescopio romano, los futuros radiotelescopios (como SKA – Square Kilometer Array) y los observatorios de ondas gravitacionales (como LISA) ayudarán a los investigadores a estudiar las binarias de agujeros negros de cada época en diferentes momentos de la fusión.
fuente: cielo y telescopio
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