Los astrónomos acaban de descubrir dos agujeros negros supermasivos al borde de una colisión legendaria: ScienceAlert

Los astrónomos han detectado una colisión cósmica a punto de ocurrir en un objeto gigante solo 3 mil millones de años después del Big Bang.

La galaxia llamada J0749+2255 en realidad consta de dos galaxias fusionadas en una, y no tiene un agujero negro supermasivo, sino dos. Da la casualidad de que estos dos agujeros negros están en curso de colisión, separados por una distancia relativamente pequeña de solo 10,000 años luz.

Esta no es la primera vez que presenciamos una colisión cercana a un agujero negro, pero J0749+2255 es una gema rara. Detectados temprano en el universo, ambos agujeros negros son cuásares muy activos.

Es un descubrimiento que podría ayudar a los científicos a trabajar para resolver el misterio actual y desconcertante de cómo los agujeros negros supermasivos crecen hasta alcanzar tamaños tan gigantes.

«No vemos muchos cuásares dobles tan temprano en el universo. Es por eso que este descubrimiento es tan emocionante», dijo. Él dice El astrónomo Yu Qing Chen de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.

Los cuásares se encuentran entre los objetos más brillantes del universo. Contiene un núcleo galáctico activo, el centro de una galaxia que alberga un agujero negro supermasivo que está tragando enormes cantidades de material.

Los agujeros negros no emiten ninguna luz propia que podamos detectar actualmente. La enorme cantidad de material que orbita alrededor del agujero negro se calienta por la intensa fricción y la gravedad, de modo que no solo brilla, sino que arde sin llama a través de los vastos y oscuros abismos del espacio-tiempo.

Muchas de las galaxias del universo primitivo son galaxias cuásares, y algunas en el universo cercano tienen dos o incluso tres cuásares en su centro. Esto sucede cuando las galaxias chocan y se fusionan, cada una con su propio agujero negro supermasivo. Los dos agujeros negros caen uno hacia el otro y eventualmente, creemos, se fusionan para formar un agujero negro supermasivo.

Pero es un poco más difícil detectar estas fusiones en el universo primitivo. La luz de J0749+2255 ha viajado más de 10 mil millones de años para llegar hasta nosotros; Lo que vemos en la galaxia es muy pequeño y tenue en comparación con los objetos mucho más cercanos a nosotros. A esa distancia, la distancia entre los agujeros negros supermasivos unidos por la gravedad es demasiado pequeña para que la vean nuestros instrumentos actuales.

La leve diferencia en la luz de J0749+2255 detectada por el telescopio Gaia sugiere que puede haber algo más en la galaxia de lo que parecía inmediatamente… pero hay varias causas posibles, entre ellas el doble cuásar. El equipo tuvo que profundizar más para descubrir qué estaba pasando realmente.

«El proceso de confirmación no fue fácil, y necesitábamos una serie de telescopios que abarcaran el espectro desde los rayos X hasta la radio para finalmente confirmar que este sistema era de hecho un par de cuásares, en lugar de dos imágenes, digamos, de la lente gravitatoria de un cuásar. .» Él dice El astrónomo Yu Xin de la Universidad de Illinois.

y J0749+2255 Especial. Dado que ambos agujeros negros son cuásares, son lo suficientemente luminosos como para poder distinguirlos. Y aún no están lo suficientemente cerca como para ser un binario ligado gravitacionalmente, lo que significa que tienen suficiente separación para una decisión individual.

Usando observaciones de una serie completa de telescopios terrestres y espaciales, Chen y sus colegas analizaron la luz de J0749 + 2255. Determinaron que los dos agujeros negros probablemente evolucionarán hacia un binario estrecho ligado gravitacionalmente en aproximadamente 220 millones de años. La órbita en descomposición de este binario eventualmente conducirá a una colisión y fusión en un agujero negro aún más masivo.

(Es posible que hayan colisionado ahora, pero este evento no tiene sentido para nosotros en este momento; es por eso que los astrónomos hacen tales predicciones en tiempo presente).

Los investigadores también encontraron que los dos agujeros negros son una intersección relativista, registrando alrededor de 1260 millones de masas solares y 1580 millones de masas solares, respectivamente. Estos descubrimientos podrían comenzar a decirnos algo sobre la tasa de agujeros negros supermasivos en el universo primitivo, lo que ayudará a los astrónomos a comprender la evolución de los agujeros negros modernos que pueden tener un tamaño de miles de millones de masas solares.

Aún queda mucho por descubrir, pero J0749+2255 representa un importante paso adelante.

«Estamos comenzando a revelar esta parte del iceberg para los primeros grupos binarios de cuásares». dice el astrónomo Shen Liu de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.

«Esa es la singularidad de este estudio. En realidad, nos dice que este grupo existe, y ahora tenemos una forma de identificar cuásares emparejados que están separados por un volumen menor que el tamaño de una sola galaxia».

Investigación publicada en naturaleza.