Astrónomos detectaron una gran cantidad de agujeros negros en esta telaraña cósmica

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Astrónomos detectaron una gran cantidad de agujeros negros en esta telaraña cósmica

Una imagen de múltiples longitudes de onda de Spiderweb Galaxy. (NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al./NAOJ/NINS/STScI)

Científicos han revelado nuevas fotos del protocúmulo de galaxias Spiderweb. La imagen revela un número muy elevado de agujeros negros supermasivos activos. La investigación ha sido aceptada en Astronomy & Astrophysics, y está disponible en arXiv

Los datos del Observatorio Chandra de rayos X recopilados durante ocho días mostraron 14 agujeros negros en el corazón de las galaxias. La captura incluye la galaxia Spiderweb en el centro del protocúmulo, que devoraba con avidez materia del espacio exterior alrededor de ellos.

Este es un nivel mucho más alto que otros volúmenes similares, lo cual sugiere que hasta una cuarta parte de las galaxias más masivas en los cúmulos bebés están unidas por agujeros negros en crecimiento activo.

Un viejo cúmulo

El protocúmulo Spiderweb, llamado así por la galaxia Spiderweb en su centro, es un grupo creciente de galaxias cuya luz ha viajado 10.600 millones de años luz para llegar a nosotros. Esta galaxia se originó aproximadamente de dos a tres mil millones de años después del Big Bang, en un periodo conocido como el «mediodía cósmico»

Hoy en día, los cúmulos de telaraña deberían haber evolucionado hasta convertirse en masivos cúmulos de galaxias, estables y unidos gravitacionalmente. Estudiar un cúmulo de este tipo mientras aún se encuentra en sus primeras etapas de formación arrojará novedosos datos sobre la evolución del universo

Spiderweb y agujeros negros
Los 14 agujeros negros super masivos activos, con la Spiderweb Galaxy en el centro. (NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al./NAOJ/NINS/STScI)

Examinar el protocúmulo también nos servirá para descubrir más información sobre los procesos que influyen en la tasa de formación de estrellas, así como entender la actividad de los agujeros negros supermasivos (SMBH) en los miembros de los cúmulos de galaxias.

Sin embargo, los científicos no saben realmente cómo evolucionan los cúmulos de galaxias. Así pues, se les hace difícil saber qué grupo es el protocúmulo original y cuál es poco probable que cambie. En ese sentido, buscan objetivos interesantes que muestren actividad relacionada con su evolución.

Observaciones 

Las observaciones de Chandra del protocúmulo Spiderweb son parte de ese proceso. Cuando un SMBH acumula material activamente, el proceso inyecta energía conocida como «retroalimentación» en la galaxia circundante. Esto a su vez tiene un gran impacto en la formación de estrellas.

El equipo de científicos dirigido por el astrofísico Paolo Tozzi del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia apuntó un telescopio al cúmulo. Su intención fue buscar signos de emisión de rayos X del agujero negro supermasivo

Luego de varios intentos detectaron luz de alta energía. En una región del espacio de unos 11,3 millones de años luz de diámetro, las 14 galaxias del protocúmulo emiten rayos X, lo cual indica que sus SMBH están activos.

Esto es mucho más alto que otras muestras espaciales similares de la misma época, con el mismo rango de masas de galaxias. Los investigadores descubrieron que el 25% las galaxias más masivas del protocúmulo podrían tener agujeros negros supermasivos activos. Ese número es de 5 a 20 veces mayor que las otras muestras. 

Consecuencias 

Los resultados tendrían implicaciones en nuestra comprensión sobre cómo crecen los cúmulos de galaxias; además de influir en la formación y evolución de las galaxias. Estos hallazgos sugieren que hay algo específico en el entorno del protocúmulo Spiderweb que desencadena la actividad del agujero negro supermasivo.

No se tiene claro cuáles serían los factores ambientales. Es posible que las interacciones gravitatorias entre las galaxias desplacen la materia, arrastrándola hacia el centro galáctico donde puede ser devorada por el agujero negro. 

Otra presunción señala que el protocúmulo de alguna manera retuvo una gran cantidad de gas frío. Este habría sido más fácil para el agujero negro de acumular que el gas caliente que vemos en los cúmulos de galaxias cercanos. Finalmente, podría ser una combinación de factores.

Los datos de instrumentos que observan en diferentes longitudes de onda, incluido el Telescopio Espacial Hubble, ayudarán a resolver este misterio.

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