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Un agujero negro de los inicios del universo tiene galaxias atrapadas en su "telaraña"

Impresión artística de la antigua estructura en forma de red, que presenta un agujero negro supermasivo central, grandes cantidades de gas y al menos seis galaxias primordiales.
Impresión artística de la antigua estructura en forma de red, que presenta un agujero negro supermasivo central, grandes cantidades de gas y al menos seis galaxias primordiales.
Imagen: ESO.

Una estructura espacial remota que consiste de un agujero negro supermasivo, varias galaxias primordiales y enormes cantidades de gas ha logrado explicar, por fin, cómo algunos de los primeros agujeros negros pudieron crecer tan rápidamente.

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Cuanto más profundo miramos en el espacio, más miramos hacia atrás en el tiempo. En este caso, los astrónomos han vislumbrado el universo cuando era apenas un niño pequeño, apenas 900 millones de años después del Big Bang. Usando un lote de telescopios potentes, y después de una década de observaciones astronómicas, un equipo internacional de científicos ha confirmado la presencia de múltiples galaxias primordiales atrapadas bajo la influencia de un agujero negro supermasivo inusualmente grande y brillante, cuya luz tomó 12.900 millones de años para llegar a la Tierra.

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“Esta es la primera identificación espectroscópica de una sobredensidad de galaxias alrededor de un agujero negro supermasivo en los primeros 1.000 millones de años del Universo”, escribieron los investigadores en su estudio, publicado en Astronomy & Astrophysics. La “ausencia de detecciones anteriores de tales sistemas es probablemente debido a limitaciones de observación”, agregaron.

De hecho, los astrónomos nunca antes habían visto este tipo de cosas, pero no es del todo inesperado, ya que la disposición astral está ayudando a explicar la aparición temprana de agujeros negros supermasivos. Como sugiere la nueva investigación, estas estructuras en forma de red proporcionaron un entorno lleno de gas en el que los primeros agujeros negros pudieron alimentarse y crecer.

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“Las galaxias permanecen y crecen donde se cruzan los filamentos, y las corrientes de gas, disponibles para alimentar tanto a las galaxias como al agujero negro supermasivo central, pueden fluir a lo largo de los filamentos”, explicó Marco Mignoli, autor principal del estudio y astrónomo en el Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) de Italia, en un comunicado del Observatorio Europeo Austral.

Para encontrar y confirmar esta estructura, Mignoli y sus colegas utilizaron algunos de los telescopios más poderosos del mundo, incluido el Very Large Telescope del ESO en Chile, el telescopio espacial Hubble, el observatorio Keck II en Hawaii, entre otros.

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El agujero negro supermasivo está activo, alberga un cuásar conocido como SDSS J1030+0524, y también es muy pesado, con una masa de 1.000 millones de soles. Atrapados merodeando alrededor del agujero negro hay al menos seis galaxias formadoras de estrellas. Toda la estructura similar a una red es aproximadamente 300 veces el tamaño de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Las primeras estructuras a gran escala como esta tienen núcleos que con el tiempo evolucionan en cúmulos de galaxias gigantes, según el estudio.

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El propósito de esta investigación fue estudiar los primeros agujeros negros supermasivos del universo, ya que no hay una buena explicación para su existencia. Los primeros agujeros negros que aparecieron surgieron del colapso de las primeras estrellas, y eso tiene sentido. Pero para que estos agujeros negros se expandan a un estado supermasivo y alcancen 1.000 millones de masas solares en los primeros 900 millones de años de existencia del universo, bueno, eso requiere una explicación. La estructura a gran escala recién descubierta finalmente proporciona un mecanismo de cómo probablemente sucedió.

Según especulan los investigadores, estas estructuras en forma de red se formaron y crecieron dentro de halos gigantes de materia oscura. Estas inmensas regiones de materia invisible atrajeron enormes cantidades de gas durante la fase inicial del universo, en un proceso que creó las condiciones bajo las cuales estas estructuras en forma de red podrían formarse. Esto, a su vez, dio lugar a galaxias y agujeros negros supermasivos.

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Los investigadores documentaron seis galaxias alrededor del agujero negro, pero esperan encontrar más. Se contratará al Telescopio Extremadamente Grande del ESO para la tarea una vez que se complete la construcción.

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