En la primera detección de este tipo, los astrónomos han encontrado un “fantasma” cósmico merodeando alrededor de un lejano agujero negro supermasivo.
Los científicos creen que el descubrimiento, hecho por el Observatorio de rayos-X Chandra, es la prueba de una descomunal erupción producida por el agujero negro y podría dar a los astrónomos una valiosa oportunidad de observar fenómenos que tuvieron lugar cuando el universo era muy joven.
El difuso objeto azul cerca del centro de esta imagen compuesta se cree que es un "fantasma" cósmico, conocido como HDF 130, generado por una descomunal erupción de un agujero negro supermasivo en una lejana galaxia. Crédito: Rayos-X (NASA/CXC/IoA/A.Fabian et al.); Óptico (SDSS), Radio (STFC/JBO/MERLIN)
El fantasma de rayos-X, conocido así por ser una fuente difusa de rayos-X que ha permanecido después de que de otra radiación se hubiese apagado, está en el Campo Norte Profundo de Chandra, una de las imágenes de rayos-X más profundas jamás obtenidas.
La fuente, conocida como HDF 130, está a más de 10 mil millones de años luz de distancia y existía en una época apenas 3000 millones de años tras el Big Bang, cuando las galaxias y los agujeros negros se formaban en un índice alto. HDF 130 tiene una forma de cigarrillo que se extiende unos 2200 millones de años luz.
“Habíamos visto este borroso objeto hace unos años, pero no nos dimos cuenta hasta ahora que estábamos viendo un fantasma”, dijo el miembro del equipo Andy Fabian de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido. “No está allí para aparecerse ante nosotros, sino para decirnos algo — en este caso que sucedió en esta galaxia hace miles de millones de años”.
Fabian y sus colegas creen que el brillo de rayos-X procedente de HDF 130 es la prueba de un potente estallido procedente de su agujero negro central en forma de chorros de partículas energéticas viajando a casi la velocidad de la luz.
La energía contenido en la erupción del agujero negro probablemente era considerable, equivalente a mil millones de supernovas.
Cuando la erupción estaba en curso, produjo una prodigiosa cantidad de radiación X y de radio, pero tras varios millones de años, las señales de radio se apagaron de la visión en forma de electrones que irradiaban su energía.
No obstante, los electrones menos energéticos aún pueden producir rayos-X interactuando con el predominante mar de fotones que quedan del Big Bang — la radiación de fondo cósmico. Este proceso produce una fuente extendida de rayos-X que dura otros 30 millones de años aproximadamente.
“Este fantasma nos habla de la erupción del agujero negro mucho después de su muerte”, dijo el miembro del equipo Scott Chapman, también de la Universidad de Cambridge. “Esto significa que no tenemos que captar a los agujeros negros en el acto para ser testigos del gran impacto que tienen”.
Esta es la primera observación de un fantasma de rayos-X tras la desaparición de los chorros brillantes de radio. Los astrónomos han observado extensas emisiones de rayos-X con origen similar, pero sólo procedentes de galaxias con emisiones de radio a grandes escalas, lo que significa erupciones continuadas.
En HDF 130, sólo se ha detectado una fuente puntual en imágenes de radio, coincidiendo con la galaxia elíptica masiva vista en su imagen óptica. Esta fuente de radio indica la presencia de un agujero negro supermasivo en crecimiento.
“Este resultado apunta a que el cielo en rayos-X debería estar salpicado con tales fantasmas, especialmente su las erupciones de agujeros negros fueron tan comunes como creemos en los inicios del universo”, dijo el miembro del equipo Caitlin Casey, también de Cambridge.
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