Utilizando el telescopio espacial James Webb de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense, astrónomos han encontrado evidencia de la fusión de dos galaxias y sus agujeros negros centrales -un sistema de galaxias denominado ZS7- cuando el universo tenía sólo 740 millones de años.

Esta imagen muestra la ubicación del sistema de galaxias ZS7. Crédito de la imagen: NASA / ESA / CSA / Webb / J. Dunlop / D. Magee / PG Pérez-González / H. Übler / R. Maiolino.

Los agujeros negros masivos que acumulan materia tienen distintas propiedades espectrales que permiten a los astrónomos identificarlos.

Para galaxias muy distantes, como las de este estudio, estas firmas son inaccesibles desde la Tierra y sólo pueden verse usando Webb.

La Dra. Hannah Opler, científica de investigación y desarrollo, dijo: «Encontramos evidencia de gas muy denso con movimientos rápidos en las cercanías del agujero negro, así como gas caliente y altamente ionizado iluminado por la radiación energética que los agujeros negros suelen producir en sus anillos de acreción”. Astrónomo de la Universidad de Cambridge.

«Gracias a la resolución sin precedentes de sus capacidades de obtención de imágenes, Webb también permitió a nuestro equipo separar espacialmente los dos agujeros negros».

Los astrónomos descubrieron que uno de los dos agujeros negros tiene una masa de 50 millones de veces la masa del Sol.

El Dr. Roberto Maiolino, astrónomo de la Universidad de Cambridge y del University College de Londres, dijo: «La masa del otro agujero negro probablemente sea similar, aunque es difícil de medir porque este segundo agujero negro está enterrado en gas denso».

El Dr. Opler dijo: «Nuestros hallazgos sugieren que la fusión es una vía importante a través de la cual los agujeros negros pueden crecer rápidamente, incluso en el amanecer cósmico».

«Junto con otros descubrimientos de Webb sobre agujeros negros masivos activos en el universo distante, nuestros resultados también muestran que los agujeros negros masivos han estado dando forma a la evolución de las galaxias desde el principio».

“La masa estelar del sistema que estudiamos es similar a la de nuestra vecina la Gran Nube de Magallanes”, dijo el Dr. Pablo G. Pérez González, astrónomo del Centro de Astrobiología.

«Podemos intentar imaginar cómo se vería afectada la evolución de las galaxias fusionadas si cada galaxia tuviera un agujero negro supermasivo tan grande o mayor que el de la Vía Láctea».

Los investigadores también observaron que una vez que los dos agujeros negros se fusionen, también generarán ondas gravitacionales.

Será posible detectar tales eventos con observatorios de ondas gravitacionales de próxima generación, como la próxima misión de Antena Espacial con Interferómetro Láser (LISA) de la Agencia Espacial Europea.

«Los resultados de Webb nos dicen que los sistemas más ligeros detectables por LISA deberían ser mucho más frecuentes de lo que se suponía anteriormente», dijo la Dra. Nora Luitzgendorf, científica líder del proyecto LISA y astrónoma de la ESA.

«Esto probablemente nos hará ajustar nuestros modelos para las tasas de LISA en este rango general. Esto es sólo la punta del iceberg».

El descubrimiento fue reportado en A. papel En el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

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Hannah Opler et al. 2024. GA-NIFS: El Telescopio Espacial James Webb detecta el desplazamiento AGN 740 millones de años después del Big Bang. MNRAS 531(1): 355-365; doi: 10.1093/mnras/stae943