Hubble encuentra pistas de como nacieron los agujeros negros supermasivos

Los astrofísicos han dado un gran paso hacia adelante en la comprensión de cómo se forman los agujeros negros supermasivos. Utilizando datos del Hubble y otros dos telescopios espaciales, los investigadores italianos han encontrado la mejor evidencia hasta ahora de las semillas que crecen en última instancia, en estos gigantes cósmicos.

Durante años, los astrónomos han debatido sobre cómo la primera generación de agujeros negros supermasivos se formó muy rápidamente, en términos relativos, después del Big Bang. Ahora, un equipo italiano ha identificado dos objetos en el Universo temprano que parecen ser el origen de estos primeros agujeros negros supermasivos. Los dos objetos representan los candidatos más prometedores a semillas de agujeros negros encontrados hasta ahora.

El equipo de investigación utilizó modelos de computadora y se aplicó un nuevo método de análisis de los datos del Observatorio Chandra de rayos X, el telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA, y el telescopio espacial Spitzer de la NASA para encontrar e identificar los dos objetos. Ambos de estos candidatos de semillas de agujero negro recién descubiertos son vistos a una edad de menos de mil millones de años después del Big Bang y tienen una masa inicial de alrededor de 100.000 veces la del Sol.

“Nuestro descubrimiento, de confirmarse, podría explicar cómo nacieron estos monstruosos agujeros negros”, dijo Fabio Pacucci, autor principal del estudio.

Este nuevo resultado ayuda a explicar por qué vemos los agujeros negros supermasivos a menos de mil millones de años después del Big Bang.

Hay dos teorías principales para explicar la formación de agujeros negros supermasivos en el Universo temprano. Se supone que las “semillas” que forman un agujero negro proceden de estrellas con una masa de diez a cien veces mayor que nuestro Sol, tal y como se conoce hasta ahora por el colapso de una estrella masiva. Las semillas de los agujeros negros supermasivos crecieron a continuación a través de fusiones con otros pequeños agujeros negros y expulsando todo el gas de su entorno. Sin embargo, tendrían que haber crecido con una tasa inusualmente alta para llegar a la masa de los agujeros negros supermasivos ya descubiertos en los mil millones de años del Universo joven.

Los nuevos hallazgos apoyan otro escenario en el que algunas “semillas” que formarón estos agujeros negros supermasivos con 100 000 veces la masa del Sol se formaron directamente cuando una enorme nube de gas (nebulosa) colapsó. En este caso, el crecimiento de los agujeros negros sería el salto que haría falta para explicar lo sucedido y se formaría más rápidamente.

“Hay una gran cantidad de controversia sobre qué camino toman estos agujeros negros”, dijo la co-autora de la investigación Andrea Ferrara. “Nuestro trabajo sugiere que están convergiendo en una sola respuesta, donde los agujeros negros comienzan grandes y crecen a la tasa normal, en lugar de comenzar en tamaño pequeño y crecer a un ritmo muy rápido.”

Andrea Grazian, un co-autor del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia explica: “Las semillas de los agujeros negros son extremadamente difíciles de encontrar y confirmar su detección es muy difícil. Sin embargo, creemos que nuestra investigación ha descubierto los dos mejores candidatos hasta el momento.”.

A pesar de que ambos candidatos de semillas de agujeros negros coinciden con las predicciones teóricas, se necesitan más observaciones para confirmar su verdadera naturaleza. Para distinguir plenamente entre las dos teorías de formación, también será necesario encontrar más candidatos.

El equipo tiene previsto llevar a cabo observaciones de seguimiento en rayos X y en el rango infrarrojo para comprobar si los dos objetos tienen más de las propiedades esperadas para las semillas de los agujeros negros. Los próximos observatorios espaciales, como el Telescopio James Webb, de la NASA / ESA / CSA Webb, sin duda marcarán un avance en este campo, mediante la detección de agujeros negros más pequeños y más distantes.

Fuente de la investigación: http://arxiv.org/abs/1603.08522

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