Después de brotes de crecimiento, los agujeros negros supermasivos pasan la mitad de sus vidas velados por el polvo

Los agujeros negros que se encuenntran en el centro de las galaxias distantes sufren enormes brotes de crecimiento, como resultado de colisiones galácticas, según un nuevo estudio realizado por astrónomos de la Universidad de Yale y la Universidad de Hawai. Sus conclusiones aparecen en la edición del 25 de marzo de Science Express

Cuando las masivas galaxias ricas en gas chocan en el distante universo, el agujero negro central se alimenta del gas que se concentra en el centro de la fusión. «Como resultado de la violenta y confusa colisión, el agujero negro se mantiene oculto detrás de un «velo» de polvo entre 10 y 100 millones de años», dice Priyamvada Natarajan, profesor de astronomía en la Universidad de Yale y uno de los autores del artículo. Después de ese plazo el polvo es soplado y se revela la región central de una galaxia con un agujero negro supermasivo muy enérgico en su centro, un cuásar que brilla intensamente y dura otros 100 millones de años, encontró el equipo.

Hasta ahora, los astrónomos no estaban seguros de cuánto tiempo pasaban los cuásares detrás de la nube de polvo. Si bien los cuásares que no están velados, los objetos ópticos más brillantes en el universo primitico, se descubrieron en la década de los 50, fue más difícil detectar ejemplos de cuásares oscurecidos por el polvo y recién se descubrieron a finales de los 90. «Durante muchos años, los astrónomos creían que estas fuentes eran muy raras. Ahora los estamos viendo en todas partes», dice Ezequiel Treister de la Universidad de Hawai, autor principal del estudio.

El equipo utilizó observaciones de los telescopios espaciales Hubble, Chandra y Spitzer para identificar un gran número de cuásares oscurecidos, envueltos en polvo, hasta 11.000 millones de años luz de distancia, cuando el universo tenía sólo alrededor de un quinto de su edad actual. «Hemos detectado señales de polvo muy calientes en el infrarrojo y longitudes de onda de rayos X para encontrar estas fuentes ocultas», dijo Treister.

«Una vez que los hemos identificados, utilizamos la nueva Wide Field Camera 3 del Hubble —que los astronautas instalaron el año pasado durante la última misión de servicio— para confirmar que estos cuásares distantes fueran en realidad resultado de fusiones», dijo Kevin Schawinski, otro co-autor de Yale .

Los investigadores descubrieron que la cantidad de cuásares oscurecidos en relación con los no cubiertos era significativamente mayor en el universo primitivo de lo que es ahora, lo que les dio una nueva comprensión de cómo estos objetos se formaron y evolucionaron con el tiempo. «Sabíamos por los modelos teóricos que la fusión de galaxias masivas y ricas en gas fue más frecuente en el pasado», dijo Natarajan, el teórico del equipo. «Ahora hemos encontrado que estas fusiones son responsables de producir la población cercana de cuásares oscurecidos y también sus primos alejados».

Los astrónomos juntaron las observaciones de telescopios con las tasas estimadas de fusión de galaxias y los modelos teóricos para llegar a la cantidad de tiempo que toma para que el agujero negro sople el polvo y gas que lo rodea y se muestre como cuásar desnudo y brillante. «Encontramos que estos agujeros negros en crecimiento pasan cerca de la mitad de su vida envueltos en el polvo, y la mitad de su vida a la vista», dijo Natarajan. Esto significa que es probable que, hasta ahora, no hayamos visto la mitad de los agujeros negro en crecimiento activos en el universo primitico»

Las fusiones de las galaxias más grandes son importantes desencadenantes de la formación de estrellas, además de modificar la forma y estructura de las galaxias. «Este trabajo confirma que las fusiones también son críticas para el crecimiento y evolución de los gigantescos agujeros negros centrales, que siguen alimentando y aumentando de peso tanto durante la fase la oculta como cuando brillan libremente», dijo Natarajan.

Otros autores del artículo son C. Megan Urry, de la Universidad de Yale, David B. Sanders, de la Universidad de Hawai y Jeyhan Kartaltepe, de la Universidad de Hawai y el National Optical Astronomy Observatory.

Referencia de publicación: Major Galaxy Mergers and the Growth of Supermassive Black Holes in Quasars Science Express (Marzo 25, 2010)

Fuente: Universidad de Yale. Aportado por Eduardo J. Carletti

Más información: