Nuevo estudio demuestra que los agujeros negros aumentan de peso durante la colisión de galaxias

Los gigantes agujeros negros en los centros galácticos crecen fundamentalmente como resultado de colisiones galácticas, de acuerdo a los resultados presentados por un grupo de astrónomos dirigido por Ezequiel Tresiter de la Universidad de Hawai, y que fueron publicados en la edición del 25 de marzo de la revista Science.
Izquierda: Imágenes de galaxias en colisión, obtenidas por el Telescopio Espacial Hubble. Crédito: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-Colaboración ESA/Hubble y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville/NRAO/Universidad Stony Brook), K. Noll (STScI), y J. Westphal (Caltech).
A medida que las nubes de gas en las galaxias son absorbidas dentro del agujero negro central, emiten vastas cantidades de radiación, dando lugar a objetos que los astrónomos llaman cuásares.
"Hallamos que esos agujeros negros en crecimiento están originalmente escondidos por grandes cantidades de polvo," dijo Treister, "pero después de 10-100 millones de años este polvo es expulsado por la fuerte presión de la radiación, dejando tras de sí un cuásar desnudo, que es visible en las longitudes de onda visibles y sigue brillando por otros 100 millones de años."
Para este estudio, el grupo combinó datos obtenidos con los observatorios espaciales Hubble, Chandra y Spitzer para identificar un gran número de cuásares oscurecidos y cubiertos de polvo a distancias muy grandes, de hasta 11 mil millones de años luz, cuando el el Universo aún estaba en sus inicios. "Por muchos años, los astrónomos creían que esas fuentes eran muy raras. ¡Ahora las están viendo en todas partes!"
Debido a que la mayor parte de la emisión de estos cuásares oscurecidos está escondida, los astrónomos buscan longitudes de onda infrarrojas, que correspondan a señales de polvo muy caliente, y rayos-X, los cuales son afectados en menor medida por el oscurecimiento.
Arriba: Representación artística de las fases de un cuásar después de una colisión galáctica masiva. Crédito: Karen Teramura.
Los investigadores descubrieron que el número de cuásares oscurecidos relativos a los que no estaban oscurecidos fue significativamente mayor en el Universo temprano que ahora.
"Sabemos teoréticamente que las colisiones de galaxias masivas ricas en gas eran más frecuentes en el pasado; estas observaciones encajan muy bien dentro de este escenario," agregó el Profesor Priyamvada Natarajan de la Universidad de Yale, segundo autor y teórico del equipo.
"Sabíamos que esto es definitivamente el caso para las galaxias cercanas," dijo el Profesor David Sanders de la Universidad de Hawai y participante de esta investigación, "pero este resultado muestra que esto sucede en todo el Universo."
Los investigadores analizaron más imágenes de estas galaxias distantes tomadas por el Telescopio Espacial Hubble, usando la nueva Cámara de Campo Amplio 3 instalada hace 10 meses durante la última misión de servicio. Estas imágenes revelaron características claras de las interacciones y fusiones, confirmando así la hipótesis de este grupo.
Finalmente, usando una prescrición teórica, los autores estimaron que lleva aproximadamente unos 100 millones de años para que la radiación del agujero negro en crecimiento barra al polvo y gas que lo rodea y revele el cuásar desnudo.
Las fusiones de galaxias mayores son importantes para iniciar episodios de formación estelar y modificar las morfologías de galaxias. "Este trabajo confirma que las fusiones también son críticas para el crecimiento de agujeros negros gigantes," dijo Natarajan. Las fusiones son por lo tanto esenciales para la evolución de una galaxia y también causan que su agujero negro central gane peso durante las fases de oscurecimiento y barrido.
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Artículo en Astronomy.com
Fuente: Astronomy.com