Descubren agujeros negros gigantes en rumbo de colisión en una galaxia enana

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Crédito: Rayos X: NASA/CXC/Univ. de Alabama/M. Micic et al.; Óptica: Observatorio Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA Imagen de prensa, leyenda y videos.
Crédito: Rayos X: NASA/CXC/Univ. de Alabama/M. Micic et al.; Óptica: Observatorio Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA Imagen de prensa, leyenda y videos.

Un nuevo estudio realizado con el observatorio de rayos X Chandra de la NASA ha rastreado dos pares de agujeros negros supermasivos en galaxias enanas en vías de colisión. Se trata del primer indicio de un próximo encuentro de este tipo, lo que proporciona a los científicos conocimientos cruciales sobre el crecimiento de los agujeros negros en el Universo primitivo.

Es bien sabido que las galaxias enanas se fusionan para crecer hasta convertirse en las galaxias más grandes que se ven hoy en día. Sin embargo, la tecnología actual no permite observar la primera generación de fusiones de galaxias enanas porque son extraordinariamente débiles a grandes distancias.

El estudio actual superó estos obstáculos empleando un escaneo sistemático de observaciones profundas de rayos X de Chandra y combinándolas con datos ópticos del Telescopio Canadá-Francia-Hawaii y datos infrarrojos del Wide Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA (CFHT).

El equipo buscó pares de fuentes brillantes de rayos X en galaxias enanas en colisión como prueba de la existencia de dos agujeros negros y descubrió dos ejemplos.

La imagen compuesta de la izquierda muestra un par en el cúmulo de galaxias Abell 133, a 760 millones de años-luz de la Tierra. El color rosa representa los datos de rayos X de Chandra, mientras que el azul representa los datos ópticos de CFHT. Esta pareja de galaxias enanas muestra una larga cola debida a los efectos de marea de la colisión y parece estar en las últimas fases de fusión. 

Los autores del presente estudio le han dado el sobrenombre de "Mirabilis" por una especie de colibrí en peligro crítico de extinción conocida por tener colas inusualmente largas. Debido a la fusión casi completa de dos galaxias en una, sólo se eligió un nombre. En cada galaxia, las dos fuentes Chandra muestran rayos X procedentes de la región que rodea a los agujeros negros.

La otra pareja se descubrió en Abell 1758S, un cúmulo de galaxias situado a unos 3.200 millones de años-luz.

Los investigadores bautizaron a las galaxias enanas en fusión con los nombres de "Elstir" y "Vinteuil", en honor a los artistas ficticios de "En busca del tiempo perdido", de Marcel Proust. La galaxia de arriba se llama Vinteuil, y la de abajo, Elstir.

Según los científicos, estas dos han quedado atrapadas en las primeras fases de una fusión, lo que ha provocado que un puente de estrellas y gas conecte las dos galaxias en colisión a partir de su interacción gravitatoria. Las observaciones de seguimiento de estos dos sistemas permitirán a los astrónomos estudiar procesos cruciales para comprender las galaxias y sus agujeros negros en las primeras etapas del Universo.

Fuentes, créditos y referencias:

NASA - Marko Mićić et al, Two Candidates for Dual AGN in Dwarf-Dwarf Galaxy Mergers, arXiv (2022). DOI: 10.48550/arxiv.2211.04609

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