Un colosal censo del cosmos ha más que triplicado el número de agujeros negros activos que se sabe que residen en galaxias en miniatura y ha encontrado el mayor botín de agujeros negros de peso medio hasta la fecha.
La encuesta apareció alrededor de 2.500 galaxias enanas con agujeros negros que se alimentan activamente en sus centros, frente a los aproximadamente 500 conocidos antes, informan los investigadores en un artículo enviado el 31 de octubre a arXiv.org. El equipo también encontró cerca de 300 nuevos agujero negro de masa intermedia candidatos, un aumento con respecto a aproximadamente 70 detecciones posibles anteriores (SN: 2/9/20).
Esto es suficiente para empezar a estudiar estos agujeros negros como grupo, y no de forma aislada, dice el astrónomo Ragadeepika Pucha de la Universidad de Utah en Salt Lake City. Estos estudios a gran escala podrían resolver muchos misterios sobre cómo los agujeros negros y sus galaxias evolucionan juntos.
Toda galaxia grande parece tener su centro alrededor de un agujero negro supermasivo. Estos gigantes tienen más de un millón de veces la masa del sol. Pero los astrónomos no están seguros de cómo llegaron allí los agujeros negros.
“Es una especie de cuestión de la gallina o el huevo entre galaxias y agujeros negros”, dice la coautora Stéphanie Juneau, astrónoma de NOIRLab en Tucson. “¿Cuál se formó primero? ¿Uno controla al otro?
Las galaxias enanas y los agujeros negros de tamaño mediano pueden ser los mejores lugares para buscar respuestas. Se cree que estos runts representan las primeras etapas del crecimiento de galaxias y agujeros negros, objetos que han escapado de muchas fusiones con otros agujeros negros y galaxias a lo largo del tiempo cósmico.
“Para obtener una imagen completa de la formación y evolución de las galaxias, tenemos que entender cómo evolucionan y crecen estas pequeñas galaxias”, afirma Pucha.
Pucha y sus colegas recurrieron a datos iniciales de un proyecto en el Telescopio Mayall en Arizona para crear un gigantesco mapa tridimensional del universo. Sólo en su primer año, el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura, o DESI, investiga observó casi 1,5 millones de galaxias (SN: 4/4/24). El equipo buscó en parte de esa colección galaxias enanas que emitan longitudes de onda de luz vinculadas al disco caliente de gas y polvo que gira alrededor de un agujero negro que se alimenta activamente.
El equipo encontró que alrededor del 2 por ciento de las casi 115.000 galaxias enanas del estudio emiten esa luz. Estudios anteriores encontraron agujeros negros activos en sólo el 0,5 por ciento de las galaxias enanas.
El equipo también determinó las masas de los agujeros negros en más de 4.000 galaxias, enanas y no. Luego buscó agujeros negros de masa intermediacon masas entre aproximadamente 100 y un millón de veces la del sol (SN: 8/2/17).
“Estos son muy importantes porque nos dicen cómo se formaron los primeros agujeros negros en el universo”, dice Pucha. Si los agujeros negros comienzan siendo pequeños y crecen fusionándose con otros agujeros negros, entonces el universo debería estar plagado de estos pesos medios que representan las etapas intermedias de crecimiento.
Pucha y sus colegas encontraron alrededor de 150 detecciones confiables en los datos DESI y aproximadamente el mismo número de tentativas, un resultado que sugiere que los primeros agujeros negros del universo eran relativamente livianos. Pero el telescopio espacial James Webb, o JWST, también apareció sorprendentemente. Agujeros negros masivos en el universo primitivo. (SN: 1/11/24). Pucha dice que eso podría significar simplemente que JWST aún no ha visto los primeros agujeros negros del universo.
Este estudio probablemente encontró sólo la punta del iceberg. Se espera que el conjunto de datos completo del primer año se publique en marzo o abril de 2025 y contendrá muchas más galaxias.
Además, sin duda hay más agujeros negros por encontrar. “Han encontrado todos los que son focos realmente brillantes”, dice la astrónoma Mallory Molina de la Universidad Vanderbilt en Nashville, que no forma parte del proyecto DESI. “Incluso con la herramienta de detección más simple que tenemos, [the researchers are] Todavía encontramos un número enorme en esta encuesta. Hay mucho más por explorar”.