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5 de Octubre de 2020
Astrofísica

Galaxias en la telaraña negra

Muchos agujeros negros se habían agigantado ya apenas pasados mil millones de años desde la gran explosión. Un nuevo hallazgo en el universo joven deja ver quizá cómo crecieron tan deprisa.

Seis galaxias alrededor de un agujero negro supermasivo: representación artística de la primera estructura de ese tipo existente en los primeros mil millones de años del universo que se haya observado [ESO/L. Calçada].

Los astrónomos han observado una escena extraordinaria en el universo aún joven: una «telaraña» de gas, unas 300 veces mayor que la Vía Láctea, en cuyo centro yace la «araña»: un agujero negro supermasivo, en el centro, a la vez, de un cuásar, cuya energía genera al absorber materia. En sus hilos apresa esta maraña de gas seis galaxias. Es la primera vez que se observa una agrupación tan antigua de este estilo. Se cree que la creación temprana de agujeros negros de tal magnitud hubo de estar relacionada con estructuras así. Que no se las haya observado antes se debería a las limitaciones de los medios de observación para una época tan lejana.

Este espectáculo, ofrecido unos 900 millones de años tras la Gran Explosión, podría ayudar, pues, a esclarecer en parte cómo los agujeros negros supermasivos del centro de muchas galaxias grandes pudieron hacerse con tanta masa en tan poco tiempo. El agujero situado en el centro de la telaraña, por ejemplo, incorporó en su existencia, en aquellos momentos todavía no muy larga, una masa equivalente a mil millones de soles.

Marco Mignoli, del Instituto Nacional de Astrofísica, en Bolonia, y sus colaboradores, lo han descubierto gracias al Telescopio Muy Grande del Observatorio Europeo del Sur (ESO). Han publicado sus resultados en Astronomy & Astrophysics.

La fuerza impulsora original de la construcción de la estructura no fue, según los cálculos de los científicos, el agujero negro, sino un halo de materia oscura. La teoría apunta a que sería en los más grandes halos (aglomeraciones) de materia oscura donde se construyeron los agujeros negros supermasivos. Con su enorme fuerza gravitatoria los halos fueron juntando el gas del entorno. El gas, a su vez, se adensa en unos «filamentos», los hilos de la telaraña. Son ellos los que proporcionaban materia al agujero negro central, pero no solo a este. En la red cósmica, «las galaxias se aposentan y crecen donde los filamentos se cruzan», explica Mignoli en el comunicado de prensa del ESO.

Seis galaxias son las que han descubierto los investigadores en la telaraña, pero es bien posible que solo se trate de las más brillantes y no «sean más que la punta del iceberg», según Barbara Balmaverde, coautora del artículo y también del INAF. En total, en la estructura hay gas suficiente para el crecimiento rápido del agujero negro y de las galaxias.

Sin embargo, incluso las galaxias más brillantes de la telaraña, por lo lejos que están, son de los objetos más tenues que se pueden observar con los telescopios actuales. El equipo tuvo que dirigir los instrumentos del observatorio del desierto chileno de Atacama a la región celeste correspondiente durante horas para generar suficientes datos. Aun así, no es posible obtener una imagen tan bella como la mostrada arriba: se trata de una representación artística de la telaraña.

Jan Dönges

Referencia: «Web of the giant: Spectroscopic confirmation of a large-scale structure around the z=6.31 quasar SDSS J1030+0524», de Marco Mignoli et al., en Astronomy & Astrophysics, volumen 642, octubre de 2020; Más información en el sitio de la Red del ESO.

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