Una onda de choque, muy lejos en el espacio, podría ser la señal reveladora del primer supermasivo «fugitivo» confirmado. agujero negroescapa de su galaxia anfitriona a 2,2 millones de millas por hora (3,6 millones de km/h).
Posible confirmación por Telescopio espacial James Webb (JWST), publicado en el servidor de preimpresión arxiv Al 3 de diciembre, aún no revisado por pares. Pero se ha enviado a Astrophysical Journal Letters y a los autores principales del estudio. Peter van DokkumPublicado por profesores de astronomía y física de la Universidad de Yale Varios artículos revisados por pares. Sobre los enormes agujeros negros de los candidatos en los últimos años.
Siguiendo la corriente de estrellas
El candidato a agujero negro fue identificado por primera vez en 2023 por el equipo de van Dokkum, que vio una línea tenue en una imagen de archivo del Telescopio Espacial Hubble. El avistamiento fue tan extraño que el equipo realizó nuevas observaciones desde el Observatorio Keck en Hawaii.
Las observaciones de la época mostraron que el agujero negro tenía una masa de 20 millones de soles y una línea extraña. Una «estela» de estrellas jóvenes que abarca 200.000 años luz. Espacio: el doble del diámetro de toda la Vía Láctea. La imagen del Hubble captura un momento en el que el universo tenía la mitad de su edad actual de 13.800 millones de años.
«Sospechábamos que este extraño objeto podría ser un agujero negro supermasivo descontrolado, pero no teníamos pruebas irrefutables», dijo van Dokkum. Entonces, para su nueva investigación, el equipo recurrió al JWST, un observatorio del espacio profundo único en su «sensibilidad y nitidez», dijo Van Dokkum, «para observar el arco de choque de un agujero negro en aceleración».
La imagen resultante deslumbró al equipo.
El instrumento de infrarrojo medio de JWST demostró la onda de choque, o arco de choque, en el borde de ataque del escape del agujero negro candidato con una claridad sin precedentes. «Es como las olas creadas por un barco», dijo Van Dokkum. «En este caso, la nave es un agujero negro y es muy difícil de ver, pero podemos ver el ‘agua’ -en realidad, gas hidrógeno y oxígeno- que (el agujero negro) empuja delante de él».
Van Dokkum se sorprendió. «Todo acerca de este objeto nos decía que era algo realmente especial, pero ver esta firma clara en los datos fue increíblemente satisfactorio», dijo.
Aparte de la determinación absoluta del JWST, van Dokkum dijo que su estudio mostró que los datos del Hubble y Keck coincidían con los datos en diferentes longitudes de onda de luz. Todos los datos «proporcionan diferentes piezas del rompecabezas», dijo, «y encajan maravillosamente, exactamente como lo predicen los modelos teóricos».
Un misterio supermasivo
El estudio de agujeros negros desbocados como este candidato mostrará a los científicos más información sobre cómo evolucionaron las galaxias y los agujeros negros, dijo van Dokkum. La mayoría de las galaxias grandes, incluida nuestra Vía Láctea, tienen agujeros negros supermasivos incrustados en sus centros. Si podrán escapar de sus estrechos vínculos galácticos es un misterio de larga data.
Según van Dokkum, la única manera de arrancar un agujero negro supermasivo de su galaxia es si al menos dos de estos agujeros negros están inusualmente cerca uno del otro, y la intensa interacción gravitacional «se activa».
La nueva investigación sugiere que los candidatos fugitivos se produjeron después de que al menos dos, y potencialmente tres, agujeros negros interactuaran. Dado que cada uno tiene una masa de al menos 10 millones de soles, la violencia del encuentro debería ser «bastante», dijo Van Dokkum.
En cuanto a dónde buscar un agujero negro supermasivo desbocado, el artículo de investigación menciona «varios candidatos prometedores», pero la interpretación de estos sistemas es difícil. Un ejemplo del llamado objeto difuso «Búho cósmico» Se encuentra aproximadamente a 11 mil millones de años luz de la Tierra.
El Búho Cósmico, según el nuevo artículo, consta de dos núcleos galácticos, cada uno con un agujero negro supermasivo activo en el corazón de la galaxia, y, extrañamente, un tercer agujero negro supermasivo «incrustado en una nube de gas» entre las dos galaxias.
Cómo llegó a aparecer ese tercer agujero negro en la nube de gas es un tema de controversia. Algunos investigadores dicen que el agujero negro pudo haber escapado de las galaxias anfitrionas, pero Observaciones JWST del grupo de van Dokkum Cuestiona esa definición. Sus observaciones sugieren un agujero negro «muy probablemente… formado in situ por colapso directo» del gas producido por ondas de choque después de que las dos galaxias chocaron entre sí.
Se necesitan más estudios sobre este y otros objetos que pueden contener pistas de aterrizaje de agujeros negros. Van Dokkum menciona el presente Euclides y próximo Nancy Gracia Román Los telescopios espaciales son herramientas de estudio prometedoras porque, a diferencia del JWST, estos telescopios están diseñados para observar todo el cielo. «Eso nos dice con qué frecuencia sucede; queremos saberlo».
