Se han detectado chorros de rayos X de potencia excepcional emanando de dos agujeros negros supermasivos. Estas estructuras cósmicas se remontan a una época en que el Universo aún era joven.
Estos descubrimientos, realizados gracias a las observaciones del telescopio espacial
Chandra y la red de radiotelescopios
VLA, revelan chorros que se extienden casi 300.000 años luz. Provienen de cuásares situados a más de 11.000 millones de años luz de la Tierra, evidenciando una intensa actividad durante los primeros tiempos del Universo.
Un potente chorro emanando del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia Cen A.
Crédito: NASA/CXC/SAO/D. Bogensberger et al; Procesamiento de imagen: NASA/CXC/SAO/N. Wolk;
Los investigadores pudieron observar estos chorros cuando el Universo tenía solo 3.000 millones de años. Este período estuvo marcado por un rápido crecimiento de las galaxias y sus agujeros negros centrales. Los chorros ofrecen una visión única de las condiciones reinantes en esa época.
El estudio sugiere que estos chorros son visibles gracias a la interacción de los electrones que contienen con los fotones del fondo cósmico de microondas, luz fósil del Big Bang. Esta colisión acelera los fotones hasta transformarlos en rayos X, detectables por nuestros instrumentos. Este mecanismo explica por qué estas estructuras siguen siendo observables a pesar de su lejanía.
Los análisis revelan que las partículas en estos chorros viajan a velocidades cercanas a la de la luz. La energía liberada es comparable a la producida por 10 billones de soles, cifra que ilustra la extrema violencia de estos fenómenos.
Estas observaciones permiten a los astrónomos comprender mejor la influencia de los agujeros negros supermasivos en la evolución de las galaxias. Los chorros, al interactuar con su entorno, juegan un papel clave en la regulación de la formación estelar y la distribución de la materia en el Universo joven.
Imagen en rayos X del cuásar J1610+1811, mostrando un chorro que se extiende a distancias cósmicas.
Crédito: Rayos X: NASA/CXC/CfA/J. Maithil et al.; Ilustración: NASA/CXC/SAO/M. Weiss; Procesamiento de imagen: NASA/CXC/SAO/N. Wolk ¿Cómo interactúan los chorros de agujeros negros con el fondo cósmico de microondas?
Los chorros emitidos por agujeros negros supermasivos contienen electrones que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz. Cuando estos electrones chocan con los fotones del fondo cósmico de microondas, les transfieren parte de su energía.
Este proceso, conocido como dispersión Compton inversa, transfiere energía a los fotones hasta formar rayos X. Esto hace que los chorros sean visibles a distancias cósmicas.
El fondo cósmico de microondas, vestigio del Big Bang, era más denso en el Universo joven. Esta mayor densidad facilitaba las interacciones con las partículas de los chorros, amplificando así su visibilidad.
Este descubrimiento abre nuevas perspectivas para estudiar las condiciones físicas reinantes en el Universo primordial, gracias a la observación de estas interacciones.
¿Cuál es el impacto de los agujeros negros supermasivos en la evolución de las galaxias?
Los agujeros negros supermasivos, al emitir chorros de partículas energéticas, influyen profundamente en su galaxia anfitriona. Estos chorros pueden calentar el gas circundante, impidiendo la formación de nuevas estrellas.
En algunos casos, también pueden comprimir el gas, desencadenando por el contrario un estallido de formación estelar. Este doble papel ilustra la complejidad de los mecanismos que gobiernan la evolución de las galaxias.
Las observaciones de chorros antiguos permiten rastrear la historia de estas interacciones. Revelan cómo los agujeros negros han moldeado las galaxias a lo largo de miles de millones de años.
Comprender estos procesos es esencial para reconstruir la historia del Universo y predecir su evolución futura.
Fuente: The Astrophysical Journal