OBJ29323, cómo se formaron los primeros agujeros negros supermasivos.

Hubble encuentra pistas para el nacimiento de agujeros negros supermasivos.

Esta imagen nos muestra la semilla de un agujero negro supermasivo, OBJ29323, tal y como lo ve el telescopio espacial Hubble .

Los astrofísicos han dado un gran paso adelante para comprender cómo se forman los agujeros negros supermasivos. Usando datos de Hubble y otros dos telescopios espaciales, los investigadores italianos han encontrado la mejor evidencia todavía para las semillas que en última instancia, crecen en estos gigantes cósmicos.

Durante años los astrónomos han debatido cómo la primera generación de agujeros negros supermasivos se formó muy rápidamente, relativamente hablando, después del Big Bang. Ahora, un equipo italiano ha identificado dos objetos en el Universo temprano que parecen ser el origen de estos primeros agujeros negros supermasivos. Los dos objetos representan los candidatos de semillas de agujero negro más prometedores encontrados hasta ahora [1].

OBJ29323 observado por el telescopio Chandra.

El grupo utilizó modelos informáticos y aplicó un nuevo método de análisis a los datos del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA, el Telescopio Espacial Hubble NASA / ESA y el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA para encontrar e identificar los dos objetos. Ambos candidatos de semilla de agujero negro recientemente descubiertos se ven menos de mil millones de años después del Big Bang y tienen una masa inicial de alrededor de 100.000 veces el Sol.

"Nuestro descubrimiento, si se confirma, explicaría cómo nacieron estos monstruos agujeros negros", dijo Fabio Pacucci, autor principal del estudio, de Scuola Normale Superiore en Pisa, Italia.

Este nuevo resultado ayuda a explicar por qué vemos los agujeros negros supermasivos menos de mil millones de años después del Big Bang.

Hay dos teorías principales para explicar la formación de agujeros negros supermasivos en el Universo temprano. Se supone que las semillas crecen a partir de agujeros negros con una masa de diez a cien veces mayor que nuestro Sol, como se esperaba para el colapso de una estrella masiva. Las semillas del agujero negro crecieron a través de fusiones con otros pequeños agujeros negros y tirando de gas de su entorno. Sin embargo, tendrían que crecer a una velocidad inusualmente alta para alcanzar la masa de agujeros negros supermasivos ya descubiertos en el Universo joven de miles de millones de años.

Spitzer.

Los nuevos hallazgos apoyan otro escenario donde al menos algunas semillas de agujero negro muy masivas con 100.000 veces la masa del Sol se forman directamente cuando una enorme nube de gas colapsa [2]. En este caso, el crecimiento de los agujeros negros se iniciará con el salto, y procederían más rápidamente.

"Hay mucha controversia sobre qué camino toman estos agujeros negros", dijo el coautor Andrea Ferrara, también de Scuola Normale Superiore. "Nuestro trabajo sugiere que estamos convergiendo en una respuesta, donde los agujeros negros empiezan grandes y crecen a la velocidad normal, en lugar de comenzar pequeños y crecer a un ritmo muy rápido".

Andrea Grazian, co-autor del Instituto Nacional de Astrofísica en Italia, explica: "Las semillas de agujero negro son extremadamente difíciles de encontrar y confirmar su detección es muy difícil. Sin embargo, creemos que nuestra investigación ha descubierto a los dos mejores candidatos hasta ahora".

Chandra.

Aunque ambos candidatos de semillero negro coinciden con las predicciones teóricas, se necesitan más observaciones para confirmar su verdadera naturaleza. Para distinguir completamente entre las dos teorías de la formación, también será necesario encontrar más candidatos.

El equipo planea realizar observaciones de seguimiento en rayos X y en el infrarrojo para comprobar si los dos objetos tienen más de las propiedades esperadas para las semillas de agujero negro. Próximos observatorios, como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA y el Telescopio Europeo Extremadamente Grande, E-ELT, sin duda marcarán un gran avance en este campo, al detectar agujeros negros aún más pequeños y distantes.

Notas

[1] Los agujeros negros supermasivos contienen millones o incluso miles de millones de veces la masa del Sol. En el universo moderno se pueden encontrar en el centro de casi todas las galaxias grandes, incluyendo la Vía Láctea. El agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea tiene una masa de cuatro millones de masas solares. Los dos candidatos de semilla de agujero negro también serían los progenitores de dos de los agujeros negros supermasivos modernos.

Hubble.

[2] Las semillas de agujero negro creadas a través del colapso de una nube masiva de gas pasan por alto cualquier otra fase intermedia como la formación y posterior destrucción de una estrella masiva.

Más información.

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.

El equipo de científicos de este estudio está formado por Fabio Pacucci, Andrea Ferrara (Scuola Normale Superiore, Italia), Andrea Grazian (INAF, Italia), Fabrizio Fiore (INAF, Italia), Emanuele Giallongo (INAF, Italia), Simonetta Puccetti (ASDC-ASI, Italia), el artículo lo puede encontrar en línea aquí.

Crédito de la imagen: 

NASA, ESA, CXC

Publicado en Hubble el 24 de mayo del 2.016.