Un censo cósmico triplica el número conocido de agujeros negros en las galaxias enanas

Un censo colosal del cosmos ha más que triplicado el número de agujeros negros activos conocidos que residen en galaxias en miniatura y ha encontrado la mayor cantidad de agujeros negros de peso medio hasta la fecha. El estudio descubrió alrededor de 2,500 galaxias enanas con agujeros negros activamente alimentándose en sus centros, un aumento respecto a los aproximadamente 500 conocidos anteriormente, informan los investigadores en un artículo presentado el 31 de octubre en arXiv.org. El equipo también encontró casi 300 nuevos candidatos a agujeros negros de masa intermedia, un aumento respecto a los unos 70 posibles previamente detectados (SN: 9/2/20). Ayúdanos a mejorar completando nuestra encuesta de lectores de 15 preguntas. Eso es suficiente para empezar a estudiar estos agujeros negros como un grupo, en lugar de en aislamiento, dice la astrónoma Ragadeepika Pucha de la Universidad de Utah en Salt Lake City. Estudios a gran escala podrían resolver muchos misterios sobre cómo evolucionan juntos los agujeros negros y sus galaxias. Cada galaxia grande parece tener en su centro un agujero negro supermasivo. Estos gigantes son más de un millón de veces más masivos que el sol. Pero los astrónomos no están seguros de cómo llegaron allí. "Es un poco una pregunta de ¿qué fue primero, el huevo o la gallina? entre las galaxias y los agujeros negros", dice la coautora Stéphanie Juneau, una astrónoma de NOIRLab en Tucson. "¿Cuál se formó primero? ¿Uno controla al otro?" Las galaxias enanas y los agujeros negros de tamaño medio pueden ser los mejores lugares para buscar respuestas. Se cree que estos renacuajos representan las primeras etapas del crecimiento de las galaxias y los agujeros negros, objetos que han escapado a 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 la galaxia, tenemos que entender cómo evolucionan y crecen estas pequeñas galaxias", dice Pucha. Pucha y sus colegas recurrieron a datos tempranos de un proyecto en el Telescopio Mayall en Arizona para crear un gigantesco mapa tridimensional del universo. En su primer año solo, el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura, o DESI, observó cerca de 1.5 millones de galaxias (SN: 4/4/24). El equipo buscó en esa colección algunas galaxias enanas que emiten longitudes de onda de luz vinculadas al disco caliente de gas y polvo que gira alrededor de un agujero negro activamente alimentándose. El equipo descubrió que alrededor del 2 por ciento de las casi 115,000 galaxias enanas estudiadas emiten esa luz. Estudios anteriores encontraron agujeros negros activos en solo 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 enanas. Luego buscó agujeros negros de masa intermedia, con masas entre aproximadamente 100 y un millón de veces la masa del sol. "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 al fusionarse con otros agujeros negros, el universo debería estar lleno de estos de masa intermedia que representan las etapas intermedias de crecimiento. Patrocinador: mensaje Pucha y sus colegas encontraron alrededor de 150 detecciones confiables en los datos de DESI y aproximadamente la misma cantidad de detecciones tentativas, un rendimiento que sugiere que los primeros agujeros negros en el universo eran relativamente livianos. Pero el Telescopio Espacial James Webb, o JWST, también ha descubierto agujeros negros sorprendentemente masivos en el universo temprano (SN: 11/1/24). Pucha dice que esto podría significar simplemente que el JWST aún no ha visto los primeros agujeros negros en el universo. Este estudio probablemente solo rasca la superficie. 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 descubrir. "Han encontrado todos los que son realmente reflectores brillantes", dice la astrónoma Mallory Molina de la Universidad de Vanderbilt en Nashville, que no forma parte del proyecto DESI. "Incluso con la herramienta de detección más básica que tenemos, [los investigadores] siguen encontrando una enorme cantidad en este estudio. Hay mucho más por explorar."