Los astrónomos han confirmado lo más temprano, más distante agujero negro Sin embargo, y es sorprendentemente monstruoso para su tiempo.
Residiendo en una galaxia llamada Capers-LRD-Z9, ya era aproximadamente 300 millones de veces la masa del sol solo 500 millones de años después del Big Bangcuando el universo del bebé era solo el 3 por ciento de su edad actual.
Además, este descubrimiento arroja luz literal sobre una clase antigua y misteriosa de objetos celestiales llamados Pequeños puntos rojos (LRDS), que son objetos rojos perplejos, pequeños, pequeños en el universo temprano. Ellos aparecen alrededor 600 millones de años Después del Big Bang, comenzar a desaparecer menos de mil millones de años después.
Los LRD han sido revelados recientemente por la capacidad infrarroja sin precedentes de JWST para explorar el amanecer cósmico, el Las primeras épocas del universo. Estas también son las épocas más rojas del universo, ya que la luz que llega a JWST se ha estirado a longitudes de onda cada vez más alisas en su largo viaje a través del tejido en expansión del espacio-tiempo.
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El recién confirmado agujero negro supermasivo en el corazón de Capers-LRD-Z9 se conoce como un núcleo galáctico activo (AGN), el agujero negro brillante y de alimentación rápidamente en el centro de una galaxia. Parece rojo porque está envuelto en un brillante capullo de gas y polvo, lo que puede convertirlo en un sonido de ciencia ficción “estrella de agujero negro“
La gravedad de este agujero negro supermasivo es azotar el gas a su alrededor a velocidades alucinantes de alrededor de 3.000 kilómetros (1,864 millas) por segundo, o 1 por ciento la velocidad de la luz. Estos vientos gaseosos son los que ayudan a los astrónomos a revelar la presencia de agujeros negros a través de espectroscopia.
“No hay muchas otras cosas que creen esta firma”, explica El autor principal Anthony Taylor, astrofísico de la Universidad de Texas en Austin.
La espectroscopía divide la luz entrante en sus longitudes de onda para producir un espectro que revela información sobre un objeto. En este caso, la luz ondas del gas alrededor del agujero negro se estira y se vuelve más roja cuando se aleja de un observador. Por el contrario, la luz se comprime y se vuelve más azul cuando se mueve hacia un observador. Estos cambios revelan la velocidad de un objeto.
Es importante destacar que la confirmación espectroscópica de Capers-LRD-Z9 respalda la idea de que los LRD contienen agujeros negros supermasivos, siendo “supermasivo” un eufemismo: algunos alcanzan 10 millones de masas solares dentro de sus primeros mil millones de años. A modo de comparación, el agujero negro supermasivo en el núcleo de la Vía Láctea son alrededor de 4 millones de masas solares.
Los agujeros negros en el corazón de los LRD pueden no ser solo supermasivos, sino “, sino que”en exceso“con relaciones de masa que se acercan al 10 al 100 por ciento de la masa estelar de su Galaxy anfitriona.
Específicamente, hasta alrededor de 300 millones de masas solares, el agujero negro supermasivo en Capers-LRD-Z9 tiene el equivalente a aproximadamente la mitad de la masa de todas las estrellas en su galaxia. Por el contrario, más galaxias locales pueden tener agujeros negros centrales que son solo alrededor del 0.1 por ciento de su masa estelar.
Para una perspectiva de tamaño adicional, Capers-LRD-Z9 es tan compacto que ni siquiera JWST puede resolverlo. Parece tener, como máximo, 1.140 años luz de ancho, en el ámbito de las galaxias enanas que Orbito de la Vía Láctea.
Los investigadores dicen que hay dos formas Para que un agujero negro crezca tan masivo en solo 500 millones de años de tiempo cósmico. Ambos comienzan con un agujero negro grande y pesado que crece a diferentes velocidades.
Si está creciendo en el límite superior teórico del crecimiento de los agujeros negros, conocido como el Tasa de eddingtonla semilla podría haber comenzado con alrededor de 10,000 masas solares.
O bien, podría haber comenzado mucho más pequeño, a solo 100 masas solares. Esa semilla tendría que crecer aún más rápido, a la velocidad de Super-Eddington, alimentada por la fuerza por la gravedad y la envoltura gruesa y densa de gas a su alrededor.
Las semillas mismas pueden originarse como agujeros negros primordiales producido cuando el Big Bang, bueno, golpeó. También pueden formarse desde el colapso de Población III Estrellas (Las escurridizas primeras estrellas para iluminar el cosmos), de “colisiones fugitivas” en densos grupos de estrellas, o del colapso directo de inmensas nubes de gas primordial.
En general, es difícil mirar mucho más en el espacio -tiempo: “Cuando se busca agujeros negros, esto es lo más atrás que prácticamente puede ir. Realmente estamos empujando los límites de lo que la tecnología actual puede detectar”, agrega Taylor.
Finalmente, esta investigación agrega evidencia de que los LRD fueron un fenómeno efímero en el universo temprano, y potencialmente un paso inicial en la evolución galáctica que puede tener nació la Vía Láctea misma.
Esta investigación se publica en el Cartas de diario astrofísico.