7 de Noviembre, 2024- Hallazgo que desafía las teorías conocidas-Hay un agujero negro supermasivo que parece alimentarse de materia a una velocidad 40 veces más rápido que el límite teórico, rompiendo con las ideas preestablecidas de los astrónomos.

El agujero negro supermasivo llamado LID-568 fue hallado en el centro de una galaxia a solo 1.500 millones de años después del Big Bang, lo que desafía las teorías actuales sobre el crecimiento de agujeros negros en el universo primitivo.

   Usando datos del Telescopio Espacial James Webb y del Observatorio de Rayos X Chandra, un equipo de astrónomos de NOIRLab encontró que LID-568 emite intensas radiaciones de rayos X y está rodeado de potentes flujos de gas, lo que sugiere que su masa ha aumentado rápidamente en un solo episodio de acreción. 

   Este descubrimiento proporciona nuevos datos sobre cómo los agujeros negros supermasivos podrían formarse a partir de agujeros negros más pequeños, lo que podría ayudar a explicar su rápido crecimiento en el universo temprano.

   Esta ilustración artística muestra una galaxia enana roja del Universo primitivo que alberga en su centro a un agujero negro que se alimenta rápidamente. Utilizando datos de JWST y del Observatorio de Rayos X Chandra X-ray Observatory, un equipo de astrónomos de NOIRLab, de la Fundación Nacional de Ciencias, descubrieron este agujero negro supermasivo de baja masa al centro de una galaxia a sólo 1,5 mil millones de años después del Big Bang, el que acumula masa a un ritmo fenomenal, sobre 40 veces más rápido que el límite teórico. 

Aunque de corta duración el "festín" de este agujero negro puede ayudar a los astrónomos a explicar el rápido crecimiento de los agujeros negros supermasivos en el universo primitivo. Créditos: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/M. Zamani

  Según la NASA en Español, los agujeros negros supermasivos existen en el centro de la mayoría de las galaxias y los telescopios modernos son capaces de observarlos sorprendentemente en momentos muy tempranos de la historia del Universo. 

   Es difícil entender cómo estos agujeros negros pudieron crecer tan rápidamente, pero con el reciente descubrimiento de un agujero negro supermasivo de baja masa que se alimenta de materia un ritmo extremadamente rápido, observado a tan sólo 1.500 millones de años después del Big Bang, los astrónomos disponen de nuevos y valiosos datos sobre los mecanismos de crecimiento veloz de los agujeros negros en el Universo primitivo.

Un agujero extremadamente voraz

   El agujero, conocido como LID-568 fue descubierto por un equipo compuesto por astrónomos de diversas organizaciones y liderado por el astrónomo Hyewon Suh del Observatorio Internacional Gemini de NOIRLab de NSF. Para ello utilizaron el Telescopio Espacial James Webb (JWST, por sus siglas en inglés) con el cual observaron una muestra de galaxias del estudio COSMOS del Observatorio de Rayos X Chandra. 

   Esta población de galaxias es muy brillante en la parte de rayos X del espectro electromagnético de la luz, pero son invisibles en el rango óptico y en el infrarrojo cercano. La sensibilidad infrarroja particular del JWST permitió detectar estas débiles emisiones.

   LID-568 destacaba dentro de la muestra por su intensa radiación en Rayos X, pero su posición exacta no podía determinarse únicamente a partir de las observaciones de rayos X, lo que suscitaba dudas sobre el correcto centrado del objetivo en el campo de visión del James Webb. 

   Por ese motivo, en vez de utilizar la tradicional espectroscopía de rendija, los científicos de apoyo a la instrumentación del James Webb sugirieron al equipo de Suh’s utilizar el espectrógrafo de campo integral del instrumento NIRSpec del James Webb. Este instrumento puede obtener un espectro para cada píxel en el campo de visión del instrumento en lugar de estar limitado a un estrecho corte.

   De acuerdo al astrónomo del Observatorio Internacional Gemini y coautor del artículo publicado en Nature Astronomy, Emanuele Farina, "debido a su débil naturaleza, la detección de LID-568 habría sido imposible sin el James Webb. El uso del espectrógrafo de campo integral fue innovador y necesario para obtener nuestra observación".

   El instrumento NIRSpec del James Webb permitió al equipo obtener una visión completa de su objetivo y de la región circundante, lo que condujo al inesperado descubrimiento de potentes flujos de gas alrededor del agujero negro central. La velocidad y el tamaño de estos flujos llevaron al equipo a inferir que una fracción sustancial del crecimiento de la masa de LID-568 pudo producirse en un episodio único de rápida acreción. Al respecto, Suh indicó que "este resultado fortuito agregó una nueva dimensión a nuestra comprensión del sistema y abrió interesantes vías de investigación".

   Suh y su equipo descubrieron que LID-568 parece alimentarse de materia a una velocidad 40 veces más rápido que el límite de Eddington. Este límite se refiere a la luminosidad máxima que puede alcanzar un agujero negro, así como a la velocidad a la que puede absorber materia, de forma que su fuerza gravitatoria hacia el interior y la presión hacia el exterior generada por el calor de la materia comprimida permanezcan en equilibrio. Cuando se calculó que la luminosidad de LID-568’s era mucho mayor que lo teóricamente posible, el equipo supo que sus datos contenían algo extraordinario.

   "Este agujero negro se está dando un festín," indicó la astrónoma del Observatorio Internacional Gemini y co autora del estudio, Julia Scharwächter. "Este caso extremo muestra que un mecanismo de alimentación rápida por encima del límite de Eddington es una de las posibles explicaciones de por qué vemos estos agujeros negros tan pesados tan temprano en el Universo".

   Estos resultados aportan nuevos conocimientos sobre la formación de agujeros negros supermasivos a partir de "semillas" de agujeros negros más pequeños, que según las teorías actuales, surgen de la muerte de las primeras estrellas del Universo (semillas livianas), o del colapso directo de nubes de gas (semillas pesadas). Hasta ahora, estas teorías carecían de confirmación observacional. Al respecto, Suh destacó que "el descubrimiento de un agujero negro superacumulador de Eddington sugiere que una parte significativa del crecimiento de masa puede producirse durante un episodio único de alimentacion rápida, independientemente de si el agujero negro se originó a partir de una semilla ligera o pesada".

Fuente: diarionorte.com