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 prontodespués 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 a sus enormes tamaños con tanta 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 Astronomía y Astrofísica .
Las nuevas observaciones con el VLT de ESO revelaron varias galaxias que rodean un agujero negro supermasivo, todas situadas 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 se paran y crecen donde los filamentos se cruzan, 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 a nosotros desde una época en la que el Universo tenía solo 900 millones de años. "Nuestro trabajo ha colocado una pieza importante en elUn rompecabezas incompleto que es la formación y el crecimiento de objetos tan extremos, aunque 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 han luchado por explicar cómocantidades suficientemente grandes de "combustible de agujero negro" podrían haber estado disponibles para permitir que estos objetos crezcan a tamaños tan enormes en tan poco tiempo. La estructura recién descubierta ofrece una explicación probable: la "telaraña" y las galaxias dentro de ella contienensuficiente 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 piensan que los halos gigantes de misteriosa materia oscura son la clave. Se cree que estas grandes regiones de materia invisible atraen enormes cantidades de gas en el Universo temprano; juntos, losel 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 ahora detectadas 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. El uso de los instrumentos MUSE y FORS2 en el VLT en el Observatorio Paranal de ESO en elDesierto de Atacama chileno, 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 aprovechar esta investigación al observar muchas más galaxias más débiles alrededor de agujeros negros masivos.en el Universo temprano usando sus poderosos instrumentos.
Más información
Esta investigación fue presentada en el artículo "Web del gigante: confirmación espectroscópica de una estructura a gran escala alrededor del cuásar z = 6.31 SDSS J1030 + 0524" para aparecer en Astronomía y astrofísica.
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 e 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 de Ciencias del Telescopio Espacial, Maryland, EE. UU., C. Norman Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial y Universidad Johns Hopkins, Maryland, EE. UU..
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Materiales proporcionado por ESO . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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