Identificado un raro doble cuásar en el universo distante
Astrónomos han hecho un descubrimiento raro en el universo primitivo que involucra dos agujeros negros supermasivos, o cuásares, que se alimentan activamente, separados por solo 10.000 años luz.
Usando un conjunto de telescopios espaciales y terrestres, incluidos dos observatorios de Maunakea en Hawái, el Observatorio W. M. Keck y Gemini North, los investigadores encontraron el par de agujeros negros incrustados dentro de dos galaxias que se fusionaron cuando el universo tenía solo 3.000 millones de años.
El estudio, dirigido por la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, se publica en Nature.
Encontrar un sistema de este tipo es difícil debido al desafío de distinguir dos agujeros negros individualmente cuando están tan cerca el uno del otro. Pero en este sistema en particular, llamado J0749+2255, ambos agujeros negros estaban en un frenesí de alimentación, devorando gas y polvo que se calentó a temperaturas tan altas que el dúo produjo un gran espectáculo de fuegos artificiales. Esta actividad se llama cuásar, un fenómeno que ocurre cuando los agujeros negros emiten una enorme cantidad de luz a través del espectro electromagnético mientras se dan un 'festín'.
J0749+2255 es muy inusual porque el sistema no tiene uno, sino dos cuásares que están activos al mismo tiempo y están lo suficientemente cerca como para fusionarse.
"No vemos muchos cuásares dobles en este momento temprano en el universo. Y es por eso que este descubrimiento es tan emocionante", dijo en un comunicado el estudiante graduado Yu-Ching Chen de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, autor principal de este estudio.
El observatorio espacial Gaia de la ESA detectó por primera vez el doble cuásar sin resolver, capturando imágenes que indican dos faros de luz estrechamente alineados en el universo joven. Chen y su equipo usaron el Telescopio Espacial Hubble de la NASA para verificar que los puntos de luz provenían de un par de agujeros negros supermasivos.
Siguieron observaciones de múltiples longitudes de onda; utilizando la cámara de infrarrojo cercano (NIRC2) de segunda generación del Observatorio Keck junto con su sistema de óptica adaptativa, así como Gemini North, el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y la red de radiotelescopios Very Large Array en Nuevo México, los investigadores confirmaron el doble el cuásar no eran dos imágenes del mismo cuásar creadas por lentes gravitacionales.
"El proceso de confirmación no fue fácil y necesitábamos una serie de telescopios que cubrieran el espectro desde los rayos X hasta la radio para finalmente confirmar que este sistema es de hecho un par de cuásares, en lugar de, digamos, dos imágenes de un cuásar con lentes gravitacionales", dijo el coautor Yue Shen, astrónomo de la Universidad de Illinois.
Ya no existe
Debido a que los telescopios miran hacia el pasado distante, este cuásar doble ya no existe. Durante los 10.000 millones de años intermedios, sus galaxias anfitrionas probablemente se han asentado en una galaxia elíptica gigante, como las que se ven en el universo local hoy. Y los cuásares se han fusionado para convertirse en un gigantesco agujero negro supermasivo en su centro.
La galaxia elíptica gigante cercana, M87, tiene un monstruoso agujero negro que pesa 6.500 millones de veces la masa de nuestro Sol. Quizás este agujero negro surgió de una o más fusiones de galaxias en los últimos miles de millones de años.
Cada vez hay más pruebas de que las grandes galaxias se forman a través de fusiones. Los sistemas más pequeños se unen para formar sistemas más grandes y estructuras cada vez más grandes. Durante ese proceso, deberían formarse pares de agujeros negros supermasivos dentro de las galaxias que se fusionan.
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