NASA: Telescopios encuentran pistas de cómo gigantes agujeros negros se forman tan rápidamente

Usando datos de observatorios grandes de la NASA, los astrónomos han encontrado la mejor prueba para semillas cósmicas en el universo temprano que debe convertirse en agujeros negros supermasivos.

Los investigadores combinaron datos de la NASA Observatorio de rayos x Chandra, telescopio espacial Hubble y Spitzer Space Telescope para identificar estas semillas del posible agujero negro. Ellos discuten sus hallazgos en un artículo que aparecerá en un próximo número de la nota mensual de la sociedad astronómica real.

"Nuestro descubrimiento, de confirmarse, explica cómo nacieron estos calabozos de monstruo dijo Fabio Pacucci de Scuola Normale Superiore (SNS) en Pisa, Italia, quien dirigió el estudio. "Hemos encontrado pruebas de que las semillas del agujero negro supermasivo pueden formarse directamente desde el colapso de una nube de gas gigante, omitiendo los pasos intermedios."

Los científicos creen que un agujero negro supermasivo se encuentra en el centro de casi todas las galaxias grandes, incluyendo nuestra propia Vía Láctea. Han encontrado que algunos de estos agujeros negros supermasivos, que contienen millones o incluso miles de millones de veces la masa del Sol, formada menos de 1.000 millones de años después del comienzo del universo en el Big Bang.

Una teoría sugiere que los agujero negro semillas fueron construidos para arriba tirando en el gas de su entorno y de fusiones de pequeños agujeros negros, un proceso que tomará mucho más tiempo que este que se encontró para estos rápidamente formando agujeros negros.

Estos nuevos hallazgos sugieren en cambio que algunos de los primeros agujeros negros se forman directamente cuando una nube de gas que se desplomó, pasando por alto cualquier otras fases intermedias, como la formación y posterior destrucción de una estrella masiva.

"Hay mucha controversia sobre qué camino toman estos agujeros negros," dijo el coautor Andrea Ferrara, también de SNS. "Nuestro trabajo sugiere que estamos estrechando en una respuesta, donde los agujeros negros comienzan grandes y crecen a la velocidad normal, en lugar de a partir de pequeñas y en crecimiento a un ritmo muy rápido".

Los investigadores utilizaron modelos informáticos de semillas del agujero negro combinados con un nuevo método para seleccionar a candidatos para estos objetos de imágenes de larga exposición de Chandra, Hubble y Spitzer.

El equipo encontró dos candidatos fuertes para las semillas del agujero negro. Estas habían emparejado el perfil teórico en los datos infrarrojos, incluyendo ser objetos muy rojos, y también emiten rayos x detectados con Chandra. Las estimaciones de su distancia sugieren que pueden haberse formado cuando el universo tenía menos de 1.000 millones de años.

"Las semillas del agujero negro son extremadamente difíciles de encontrar y confirmar su detección es muy difícil, dijo Andrea Grazian, coautor del Instituto Nacional de Astrofísica en Italia. "Sin embargo, creemos que nuestra investigación ha descubierto a los dos mejores candidatos hasta la fecha".

El equipo planea obtener más observaciones en rayos x e infrarrojos para comprobar si estos objetos tienen más de las propiedades que se espera que para las semillas del agujero negro. Observatorios próximos, como la NASA James Webb Space Telescope y el European Extremely Large Telescope, ayudará en el futuro estudios mediante la detección de la luz de los agujeros negros más lejanos y más pequeños. Los científicos actualmente están construyendo el marco teórico necesario para interpretar los datos próximos, con el objetivo de encontrar los primeros agujeros negros en el universo.

"Como científicos, no podemos decir en este punto que nuestro modelo es ' el '," dijo Pacucci. "Lo que realmente creemos que nuestro modelo es capaz de reproducir las observaciones sin requerir suposiciones irrazonables."

Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra y el Observatorio Astrofísico Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, controla las operaciones de la ciencia y el vuelo de Chandra.

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, dirige el telescopio. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore conduce las operaciones de la ciencia de Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de universidades para la investigación en Astronomía en Washington.

Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, dirige a la misión del telescopio espacial Spitzer, cuyas operaciones científicas se llevan a cabo en el centro de ciencia Spitzer. Las operaciones de la nave espacial se basan en Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton, Colorado.

Traducción: El Quelonio Volador