Extreme Galaxy revelan pistas sobre la formación temprana de agujeros negros supermasivos
1. Una fuente luminosa y reveladora
Mientras estudiaban galaxias en el Universo temprano con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), los científicos descubrieron una de las galaxias más extremas jamás registradas en el Universo temprano. Además, ocultaba un agujero negro supermasivo único (SMBH). Las observaciones podrían desbloquear pistas sobre la formación temprana de estos gigantes violentos y cómo encontrarlos. Los resultados de la investigación aparecen en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), enlace artículo.
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| La impresión de este artista representa a W2246-0526, una galaxia que brilla en luz infrarroja tan intensamente como aproximadamente 350 billones de soles. Cuando se descubrió en 2016, los científicos propusieron que podría ser un cuásar, pero el núcleo de la galaxia estaba muy oscurecido por una espesa nube de polvo, como COS-87259. Las nuevas observaciones de ALMA de COS-87259 representan la primera evidencia observacional de que este oscurecimiento podría estar ocultando agujeros negros supermasivos en miles de galaxias en todo el Universo. Crédito: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry/SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) |
La recién descubierta COS-87259, tan nueva que aún no se ha registrado en la base de datos extragaláctica (NED) de la NASA/IPAC, es una galaxia temprana ubicada aproximadamente a 12.700 millones de años luz de la Tierra en la constelación Sextans. Despertó el interés de los científicos en 2021 porque, a pesar de su distancia, confirmada en z=6,8 gracias a las nuevas observaciones de ALMA, brillaba intensamente en el infrarrojo medio. Esa luz intensa fue causada por la combinación de formación estelar explosiva y la actividad violenta que rodea al SMBH de la galaxia.
2. Un agujero negro supermasivo único
La presencia del SMBH, también denominado a veces núcleo galáctico activo (AGN), en el corazón de COS-87259 no fue fácil de separar de la galaxia brillante porque está envuelto en una gruesa capa de polvo cósmico. Además, este SMBH cubre un área del cielo de menos de diez veces el tamaño de la Luna llena vista desde la Tierra. Según los científicos, esto significa que podría haber miles más como este esperando a ser descubiertos.
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| Continuidad de polvo de COS-87259 Crédito: R. Endsley et al/U. Arizona |
Y este SMBH es único en otro aspecto que desconcierta a los científicos. Está expulsando un chorro de material al espacio aproximadamente a la velocidad de la luz, como un cuásar. Esto sugiere que solo debería haber unos pocos de estos objetos, lo que hace que este SMBH sea una contradicción en sí mismo.
3. Formación estelar explosiva
Según el equipo, COS-87259 puede contener más de mil millones de masas solares de polvo interestelar, uno de los ingredientes clave para la formación de estrellas. La galaxia está trabajando horas extras, formando estrellas a un ritmo vertiginoso de más de 1000 veces la tasa de formación de estrellas en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Hay tanta actividad de formación estelar que el SMBH pudo esconderse a plena vista, y se necesitaron los receptores de banda 6 altamente sensibles, desarrollados por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) de la Fundación Nacional de Ciencias, en ALMA para "ver a través". él.
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| Arp 299 consta de un par de galaxias, denominadas IC 694 y NGC 3690, que pasaron cerca hace unos 700 millones de años. Como resultado de esta interacción, el sistema experimentó un feroz estallido de formación de estrellas similar a lo que está sucediendo en COS-87259. Durante los últimos 15 años, seis supernovas han estallado en los confines del sistema, lo que convierte a Arp 299 en una distinguida fábrica de supernovas. Crédito: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University) |
Si bien se han descubierto otras galaxias, como Arp 299, repletas de estrellas, hasta ahora no estaba claro cómo esta actividad puede contribuir a nuestra comprensión, o falta de ella, de SMBH, y el equipo ha producido la primera observación directa. evidencia de esta conexión. Ryan Endsley, el autor principal del artículo y becario postdoctoral en la Universidad de Texas en Austin, dijo: "Estos resultados sugieren que los agujeros negros supermasivos muy tempranos estaban muy oscurecidos por el polvo, tal vez como consecuencia de la intensa actividad de formación de estrellas en su galaxias anfitrionas”. Si bien el equipo no esperaba encontrar este objeto, Endsley agregó que "su descubrimiento da un paso hacia la construcción de una comprensión mucho mejor de cómo los agujeros negros de miles de millones de masas solares pudieron formarse tan temprano en la vida del Universo". como cómo evolucionaron por primera vez las galaxias más masivas”.
Recursos
“Confirmación de ALMA de un AGN hiperluminoso radiofuerte oscurecido en z=6,853 asociado con un estallido estelar polvoriento en el campo COSMOS de 1,5 deg2”, R. Endsley et al, 2023, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 10.1093/mnras/stad266
Acerca de NRAO
El Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) es una instalación de la Fundación Nacional de Ciencias, operada bajo acuerdo de cooperación por Associated Universities, Inc.
Acerca de ALMA
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación de la Organización Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Sur (ESO), la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales ( NINS) de Japón en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus Estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología (MOST) y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) en Taiwán. y el Instituto de Ciencias Espaciales y Astronomía de Corea (KASI).
La construcción y las operaciones de ALMA están dirigidas por ESO en nombre de sus Estados miembros; por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), administrado por Associated Universities, Inc. (AUI), en nombre de América del Norte; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia Oriental. El Observatorio Conjunto de ALMA (JAO) proporciona el liderazgo y la gestión unificados de la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.
Contacto con los medios:
Amy C.Oliver
Oficial de Información Pública, ALMA
Gerente de Información Pública y Noticias, NRAO
+1 434 242 9584
Publicado en NRAO el 24 de febrero del 2023, enlace publicación.
