Astronomy Adventures

El telescopio de ESO detecta galaxias atrapadas en la red de un agujero negro supermasivo

Con la ayuda del Very Large Telescope (VLT) de ESO, los astrónomos han encontrado seis galaxias alrededor de un agujero negro supermasivo cuando el Universo tenía menos de mil millones de años. Esta es la primera vez que se observa una agrupación tan cercana tan poco después del Big Bang y el hallazgo nos ayuda a comprender mejor cómo los agujeros negros supermasivos, uno de los cuales existe en el centro de nuestra Vía Láctea, se formaron y crecieron hasta alcanzar sus enormes tamaños. con rapidez. Apoya la teoría de que los agujeros negros pueden crecer rápidamente dentro de grandes estructuras en forma de red que contienen mucho gas para alimentarlos.

“ Esta investigación fue impulsada principalmente por el deseo de comprender algunos de los objetos astronómicos más desafiantes: los agujeros negros supermasivos en el Universo temprano. Estos son sistemas extremos y hasta la fecha no hemos tenido una buena explicación para su existencia ” , dijo Marco Mignoli, astrónomo del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) en Bolonia, Italia, y autor principal de la nueva investigación publicada hoy en Astronomy & Astrofísica .  

Las nuevas observaciones con el VLT de ESO revelaron varias galaxias que rodean un agujero negro supermasivo, todas en una “telaraña” cósmica de gas que se extiende a más de 300 veces el tamaño de la Vía Láctea. “ Los filamentos de la telaraña cósmica son como hilos de telaraña ” , explica Mignoli. “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. 

La luz de esta gran estructura en forma de red, con su agujero negro de mil millones de masas solares, ha viajado hasta nosotros desde una época en la que el Universo tenía solo 900 millones de años. “ Nuestro trabajo ha colocado una pieza importante en el rompecabezas en gran parte incompleto que es la formación y el crecimiento de objetos tan extremos, pero relativamente abundantes, tan rápidamente después del Big Bang ” , dice el coautor Roberto Gilli, también astrónomo del INAF en Bolonia. , refiriéndose a los agujeros negros supermasivos. 

Los primeros agujeros negros, que se cree que se formaron a partir del colapso de las primeras estrellas, deben haber crecido muy rápido para alcanzar masas de mil millones de soles en los primeros 900 millones de años de vida del Universo. Pero los astrónomos se han esforzado por explicar cómo podrían haber estado disponibles cantidades suficientemente grandes de “combustible de agujero negro” para permitir que estos objetos crecieran a tamaños tan enormes en tan poco tiempo. La estructura recién descubierta ofrece una explicación probable: la “telaraña” y las galaxias dentro de ella contienen suficiente gas para proporcionar el combustible que el agujero negro central necesita para convertirse rápidamente en un gigante supermasivo.

Pero, ¿cómo se formaron estructuras semejantes a una red tan grandes en primer lugar? Los astrónomos creen que los halos gigantes de misteriosa materia oscura son la clave. Se cree que estas grandes regiones de materia invisible atraen grandes cantidades de gas en el Universo temprano; Juntos, el gas y la materia oscura invisible forman las estructuras en forma de red donde las galaxias y los agujeros negros pueden evolucionar.

“ Nuestro hallazgo apoya la idea de que los agujeros negros más distantes y masivos se forman y crecen dentro de halos masivos de materia oscura en estructuras a gran escala, y que la ausencia de detecciones anteriores de tales estructuras probablemente se debió a limitaciones de observación ”, dice Colin. Norman de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, EE. UU., También coautor del estudio.

Las galaxias que ahora se detectan son algunas de las más débiles que los telescopios actuales pueden observar. Este descubrimiento requirió observaciones durante varias horas utilizando los telescopios ópticos más grandes disponibles, incluido el VLT de ESO. Utilizando los instrumentos MUSE y FORS2 en el VLT del Observatorio Paranal de ESO en el desierto de Atacama en Chile, el equipo confirmó el vínculo entre cuatro de las seis galaxias y el agujero negro. ” Creemos que acabamos de ver la punta del iceberg, y que las pocas galaxias descubiertas hasta ahora alrededor de este agujero negro supermasivo son solo las más brillantes” , dijo la coautora Barbara Balmaverde, astrónoma del INAF en Torino, Italia.

Estos resultados contribuyen a nuestra comprensión de cómo se formaron y evolucionaron los agujeros negros supermasivos y las grandes estructuras cósmicas. El Extremely Large Telescope de ESO, actualmente en construcción en Chile, podrá basarse en esta investigación al observar muchas más galaxias más débiles alrededor de agujeros negros masivos en el Universo temprano utilizando sus poderosos instrumentos.

Más información

Esta investigación se presentó en el artículo “Web del gigante: confirmación espectroscópica de una estructura a gran escala alrededor del cuásar z = 6.31 SDSS J1030 + 0524” que aparece en Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051 / 0004-6361 / 202039045).

El equipo está compuesto por M. Mignoli (INAF, Bolonia, Italia), R. Gilli (INAF, Bolonia, Italia), R. Decarli (INAF, Bolonia, Italia), E. Vanzella (INAF, Bolonia, Italia), B . Balmaverde (INAF, Pino Torinese, Italia), N. Cappelluti (Departamento de Física, Universidad de Miami, Florida, EE.UU.), L. Cassarà (INAF, Milán, Italia), A. Comastri (INAF, Bolonia, Italia), F. Cusano (INAF, Bolonia, Italia), K.Iwasawa (ICCUB, Universitat de Barcelona & ICREA, Barcelona, ​​España), S. Marchesi (INAF, Bolonia, Italia), I. Prandoni (INAF, Istituto di Radioastronomia, Bolonia , Italia), C.Vignali (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Italia e INAF, Bolonia, Italia), F.Vito (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italia), G. Zamorani (INAF, Bolonia, Italia), M. Chiaberge (Instituto Científico del Telescopio Espacial, Maryland, EE. UU.), C.Norman (Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial y Universidad Johns Hopkins, Maryland, EE. UU.).

ESO es la organización astronómica intergubernamental más importante de Europa y, con diferencia, el observatorio astronómico terrestre más productivo del mundo. Tiene 16 Estados miembros: Austria, Bélgica, República Checa, Dinamarca, Francia, Finlandia, Alemania, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, España, Suecia, Suiza y el Reino Unido, junto con el estado anfitrión de Chile. y con Australia como socio estratégico. ESO lleva a cabo un ambicioso programa centrado en el diseño, la construcción y el funcionamiento de potentes instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos realizar importantes descubrimientos científicos. ESO también juega un papel de liderazgo en la promoción y organización de la cooperación en la investigación astronómica. ESO opera tres sitios de observación únicos de clase mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope y su Interferómetro Very Large Telescope líder en el mundo, así como dos telescopios topográficos, VISTA que trabaja en el infrarrojo y el telescopio topográfico VLT de luz visible. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. ESO también es un socio importante en dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, el proyecto astronómico más grande que existe. Y en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el Telescopio Extremadamente Grande de 39 metros, el ELT, que se convertirá en “el ojo más grande del mundo en el cielo”. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. ESO también es un socio importante en dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, el proyecto astronómico más grande que existe. Y en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el Telescopio Extremadamente Grande de 39 metros, el ELT, que se convertirá en “el ojo más grande del mundo en el cielo”. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. ESO también es un socio importante en dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, el proyecto astronómico más grande que existe. Y en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el Telescopio Extremadamente Grande de 39 metros, el ELT, que se convertirá en “el ojo más grande del mundo en el cielo”. 

Astronomy Adventures  2020

Dirección: Manuel Rodriguez 589, La Serena | E-mail: contacto@astronomyadventures.cl

× ¿Cómo puedo ayudarte?