Los primeros agujeros negros supermasivos en el Universo.

Estudio realizado mediante el Chandra Deep Field-South (CDF-S).
Ilustración de autor.

Una nueva investigación utilizando el Observatorio de Rayos X de Chandra de la NASA y el Sondeo de Cielo Digital de Sloan (SDSS) sugiere que los agujeros negros supermasivos en el Universo primitivo sufrieron períodos de crecimiento esporádicos e intensos en los primeros mil millones de años después del Big Bang como se describe en nuestro último comunicado de prensa. Los científicos determinaron esto comparando modelos teóricos con datos del Chandra Deep Field-South (CDF-S), la imagen de rayos X más profunda jamás obtenida, y otros estudios de Chandra. Esta región central del CDF-S, donde el rojo, el verde y el azul representan rayos X de baja, media y alta energía detectados por Chandra, se observa en el panel principal.

Cuando el material está cayendo hacia un agujero negro, se calienta produciendo grandes cantidades de radiación electromagnética, incluida una copiosa emisión de rayos X. La ilustración del artista en la cabecera de la entrada representa el gas que cae en un agujero negro que crece activamente mediante un disco, los rayos X de este disco pueden atravesar el capullo del material que rodea el agujero negro. Los agujeros negros de crecimiento rápido en el Universo muy temprano pueden ser detectable con Chandra, sin embargo, estos agujeros negros supermasivos crecientes han demostrado ser escurridizos, con sólo unos pocos candidatos aún no confirmados encontrados en observaciones largas de Chandra como el CDF-S.

El observatorio espacial Chandra de rayos X.
Para abordar este enigma, un equipo de investigadores examinaron diferentes modelos teóricos y los probaron contra los datos ópticos de los datos del SDSS y los de rayos X de Chandra. Sus hallazgos indican que la alimentación del agujero negro durante esta época puede encenderse abruptamente y durar por períodos cortos de tiempo, lo que significa que este crecimiento puede ser difícil de detectar.

El momento de tal crecimiento puede ser clave. El modelo de los autores sugiere que hace 13.000 millones de años, aproximadamente un tercio de los agujeros negros supermasivos podrían haber acumulado suficiente materia como para ser detectable. Sólo 200 millones de años antes, una verdadera distorsión en el tiempo cósmico, el número de agujeros negros potencialmente detectables es sólo alrededor del 3%. Para probar esta idea más lejos, los investigadores sugieren que los sondeos que miran las franjas más grandes del cielo en rayos X son necesarias.

Estos resultados aparecieron recientemente en un artículo en la edición de abril de 2017 de los Avisos Mensuales de la Real Sociedad Astronómica y está disponible en línea. El equipo de investigación femenino incluyó a Edwige Pezzulli (Universidad de Roma), Rosa Valiante (INAF), María Orofino (Scuola Normale Superiore), Simona Gallerani (Scuola Normale Superiore), Tullia Sbarrato (Universidad Bicocca) y Raffaella Schneider Universidad Sapienza).

El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa de Chandra para la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. El Smithsonian Astrophysical Observatory en Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia de Chandra y las operaciones de vuelo.

Crédito: 
Rayos X NASA / CXC / Univ. De Roma / E.Pezzulli et al. 
Ilustración: NASA / CXC / M.Weiss

Fecha de lanzamiento: 31 de mayo de 2017
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