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Dos potentes telescopios de la NASA han descubierto el agujero negro más antiguo y distante jamás descubierto.
Datos de rayos X activos capturados por el Chandra
El descubrimiento se describe en un estudio publicado el lunes en la revista astronomía de la naturalezaPuede ayudar a los astrónomos a comprender cómo se forman algunos de los agujeros negros supermasivos del universo.
«Necesitábamos a Webb para encontrar esta galaxia notablemente distante y a Chandra para encontrar su agujero negro supermasivo», dijo en un comunicado el autor principal del estudio, Akos Bogdan. «También aprovechamos una lupa cósmica que mejoró la cantidad de luz que detectamos». Bogdan es astrofísico del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Cambridge, Massachusetts.
Se refería a un efecto llamado lente gravitacional, que ocurre cuando los objetos más cercanos (en este caso un cúmulo de galaxias) actúan como una lupa para los objetos distantes. La gravedad esencialmente distorsiona y amplifica la luz de las galaxias distantes en el fondo de cualquier cosa que se acerque, lo que hace posible observar características celestes que de otro modo serían invisibles.
Los astrónomos han descubierto un agujero negro en una galaxia llamada UHZ1. A primera vista, la galaxia parecía estar en la misma dirección que un grupo de galaxias conocido como Abell 2744, que se encuentra a unos 3.500 millones de años luz de la Tierra. Pero los datos recopilados por el Telescopio Webb mostraron que UHZ1 está en realidad mucho más lejos y se encuentra fuera del cúmulo, a 13.200 millones de años luz de la Tierra.
Un año luz, equivalente a 5,88 billones de millas, es la distancia que recorre un rayo de luz en un año. Dada la distancia entre la Tierra y los objetos de los primeros días del universo, cuando telescopios como Webb observan esta luz, es como mirar hacia el pasado.
El equipo utilizó el Observatorio Chandra para detectar gas extremadamente caliente que emite rayos X dentro de UHZ1, una clara señal de que un agujero negro supermasivo está creciendo en tamaño.
El descubrimiento fue posible gracias al cúmulo de galaxias Abell, que intensificó la luz y los rayos X de la galaxia UHZ1 procedentes del agujero negro en un factor de cuatro.
Los astrónomos creen que este descubrimiento les ayudará a comprender mejor cómo aparecieron los agujeros negros supermasivos y alcanzaron su masa masiva poco después del inicio del universo.
Los investigadores quieren saber si los cuerpos celestes gigantes se formaron cuando colapsaron enormes nubes de gas o si fueron el resultado de las explosiones de las primeras estrellas masivas.
«Existen límites físicos a la rapidez con la que los agujeros negros pueden crecer una vez que se forman, pero los que nacen más masivos tienen una ventaja», dijo Andy Golding, astrofísico de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey. «Es como plantar una plántula, lo que lleva menos tiempo crecer hasta convertirse en un agujero «. Un árbol de tamaño completo que si comenzaras con solo una semilla».
Es coautor del artículo sobre Astronomía Natural y autor principal de otro artículo sobre la galaxia UHZ1 publicado en septiembre en Cartas de revistas astrofísicas.
El equipo, que informó sobre sus hallazgos en la revista Nature Astronomy, descubrió que la masa del distante agujero negro es similar a la masa total de todas las estrellas dentro de la galaxia que lo alberga. Los investigadores dijeron que su masa se sitúa entre 10 y 100 millones de soles, según el brillo y la energía de los rayos X que emite.
Normalmente, la masa de los agujeros negros en los centros de las galaxias es sólo alrededor del 0,1% de la masa de las estrellas dentro de su galaxia anfitriona.
El inusual agujero negro podría ser un «agujero negro supermasivo» que se formó cuando colapsó una enorme nube de gas. Como se planteó en 2017 Escrito por Priyamvada Natarajan, coautor de ambos estudios y del Joseph S. Y Sofía S. Fruton es profesor de astronomía y profesor de física en la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut.
«Creemos que esta es la primera detección de un ‘agujero negro supermasivo’ y la mejor evidencia obtenida hasta ahora de que algunos agujeros negros se forman a partir de nubes masivas de gas», dijo Natarajan. «Por primera vez, asistimos a una breve fase en la que el agujero negro supermasivo pesa tanto como las estrellas de su galaxia, antes de retroceder».
