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Se han detectado dos agujeros negros supermasivos alimentándose de material cósmico cuando dos galaxias se fusionan en el espacio distante, las colisiones de agujeros negros más cercanas que los astrónomos hayan observado jamás.
Los astrónomos descubrieron el par mientras usaban el Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array of Telescopes, o ALMA, en el desierto de Atacama en el norte de Chile, para observar dos galaxias fusionadas a unos 500 millones de años luz de la Tierra.
Los dos agujeros negros crecían uno al lado del otro cerca del centro de la galaxia fusionada. Se conocieron cuando sus galaxias anfitrionas, conocidas como UGC 4211, colisionaron.
Uno tiene 200 millones de veces la masa de nuestro Sol y el otro tiene 125 millones de veces la masa de nuestro Sol.
Si bien los agujeros negros en sí no son directamente visibles, ambos estaban rodeados por brillantes cúmulos de estrellas y gas cálido y resplandeciente, todo atraído por la gravedad de los agujeros.
Con el tiempo, comenzarán a orbitar entre sí, eventualmente chocando entre sí y creando un solo agujero negro.
Observados a través de múltiples longitudes de onda de luz, los agujeros negros son los más cercanos que los científicos hayan visto jamás, a solo unos 750 años luz de distancia, lo que es relativamente cerca en términos astronómicos.
Los resultados fueron compartidos en la 241ª reunión Sociedad Astronómica Americana Celebrada esta semana en Seattle y publicada el lunes en el Cartas de revistas astrofísicas.
La distancia entre los agujeros negros está «bastante cerca del límite que podemos detectar, por lo que esto es tan emocionante», dijo la coautora del estudio Chiara Mingarelli, científica investigadora asociada del Centro de Astrofísica Computacional en la ciudad de Nueva York. , en la situación actual.
Las fusiones de galaxias son más comunes en el universo distante, lo que las hace difíciles de ver con telescopios terrestres. Pero la sensibilidad de ALMA pudo observar sus núcleos galácticos activos, las regiones brillantes y compactas de las galaxias donde la materia orbita alrededor de los agujeros negros. Los astrónomos se sorprendieron al encontrar, en lugar de un solo agujero negro, un par binario de agujeros negros que se alimentan de gas y polvo de fusiones galácticas.
«Nuestro estudio ha identificado uno de los pares de agujeros negros más cercanos a las fusiones de galaxias, y como sabemos que las fusiones de galaxias son más comunes en el universo distante, estos binarios de agujeros negros también pueden ser más comunes de lo que se pensaba», dijo el autor principal del estudio, Michael. Koss, científico investigador sénior del Instituto Eureka de Investigación Científica en Oakland, California, en un comunicado.
«Lo que acabamos de estudiar es una fuente que se encuentra en la última etapa de la colisión, por lo que lo que estamos viendo presagia esta fusión y también nos da una idea de la relación entre los agujeros negros que se fusionan, crecen y eventualmente producen ondas gravitacionales». dijo Koss. .
Si los pares de agujeros negros, así como la fusión de galaxias que condujeron a su creación, son más comunes en el universo de lo que se pensaba anteriormente, podría tener implicaciones para la investigación futura de ondas gravitacionales. Las ondas gravitacionales, u ondas en el espacio-tiempo, se crean cuando chocan los agujeros negros.
Tomaría algunos cientos de millones de años para que este par particular de agujeros negros colisione, pero los conocimientos obtenidos de esta observación pueden ayudar a los científicos a estimar mejor cuántos pares de agujeros negros están cerca de colisionar en el universo.
El coautor del estudio, Ezequiel Traister, astrónomo de la Universidad Católica de Chile en Santiago, Chile, dijo en un comunicado. «Si este es el caso, en un futuro cercano estaremos observando repetidos eventos de ondas gravitacionales causados por la fusión de estos objetos en todo el universo».
Telescopios espaciales como el Hubble y el Observatorio de rayos X Chandra y telescopios terrestres como el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral, también ubicado en el desierto de Atacama, y el Telescopio WM Keck en Hawái también han observado UGC 4211 a través de diferentes longitudes de onda de luz para proporcionar una descripción más detallada y una distinción de los agujeros negros.
«Cada longitud de onda cuenta una parte diferente de la historia», dijo Traister. «Todos estos datos juntos nos han dado una imagen más clara de cómo las galaxias como la nuestra resultaron ser lo que son y en qué se convertirán en el futuro».
Comprender más sobre las etapas finales de las fusiones de galaxias podría proporcionar más información sobre lo que sucederá cuando nuestra galaxia, la Vía Láctea, colisione con la galaxia de Andrómeda en aproximadamente 4.500 millones de años.
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