Los astrónomos de la Universidad de Texas y la Universidad de Arizona han descubierto un agujero negro en rápido crecimiento en una de las galaxias más conocidas en el universo primordial. El descubrimiento de la galaxia y del agujero negro en su centro proporciona nuevas pistas sobre la formación de los primeros agujeros negros supermasivos. El nuevo trabajo se publica (ref.) en Monthly Notice de la Royal Astronomical Society.
Utilizando observaciones tomadas con el Atacama Large Millimeter Array (ALMA), un observatorio de radio ubicado en Chile, el equipo determinó que la galaxia COS-87259 es muy extrema. Forma estrellas a una velocidad 1000 veces mayor que la Vía Láctea y contiene más de mil millones de masas solares de polvo interestelar. La galaxia brilla intensamente tanto por esta intensa formación estelar como por el agujero negro en rápido crecimiento en su centro.
Un nuevo tipo de agujero negro
Este agujero negro se considera un nuevo tipo de agujero negro primordial. Envolto pesadamente por el polvo cósmico, emite casi toda su luz en la gama del medio infrarrojo del espectro electromagnético. Los investigadores también descubrieron que este agujero negro supermasivo en crecimiento está generando un fuerte chorro de material que se mueve a una velocidad cercana a la luz.
La forma en que se formaron estos agujeros negros supermasivos sigue siendo un misterio para los científicos, especialmente porque muchos de estos objetos se encontraron cuando el universo era muy joven. Como la luz de estas fuentes tarda tanto tiempo en llegar hasta nosotros, las vemos como existían en el pasado. En el caso específico, observamos cómo aparecía apenas 750 millones de años después del Big Bang, es decir, alrededor del 5% de la edad actual del universo.
Lo que es particularmente sorprendente de este nuevo objeto es que se identificó en una zona relativamente pequeña del cielo. Esto sugiere que podría haber miles de fuentes similares en el universo primordial. Un resultado completamente inesperado si se miran los datos en nuestro poder anteriores al estudio.
La confirmación de una hipótesis de décadas
La única otra clase de agujeros negros supermasivos que conocíamos en el universo primordial son los quásares, agujeros negros activos relativamente no oscurecidos por el polvo cósmico. Estos quásares son extremadamente raros, apenas unas pocas decenas ubicadas en todo el cielo. El sorprendente descubrimiento de COS-87259 y su agujero negro plantea varias preguntas sobre la abundancia de los primeros agujeros negros supermasivos.
Ryan Endsley, autor principal del artículo, afirma “Estos resultados sugieren que los primeros agujeros negros supermasivos a menudo estaban pesadamente oscurecidos por el polvo. Probablemente como consecuencia de la intensa actividad de formación estelar de las galaxias que los alojaban. Esta hipótesis prevista durante décadas, hoy tiene las primeras pruebas observacionales directas que la respaldan”.
Objetos similares han sido encontrados en el cosmos local, como Arp 299 mostrado en la foto. En este sistema, dos galaxias están colisionando. La colisión genera una intensa explosión estelar y un oscurecimiento pesado del agujero negro supermasivo en crecimiento en una de las dos galaxias. “Aunque nadie esperaba encontrar este tipo de objeto en el universo temprano, su descubrimiento nos permite dar un paso hacia la comprensión del cosmos. Ahora sabemos cómo miles de millones de masas solares de agujeros negros fueron capaces de formarse tan temprano en la vida del universo”, concluyó Endsley.