A menudo, una telaraña evoca la idea de una presa capturada que pronto será consumida por un depredador que espera. Sin embargo, en el caso del protocúmulo “Spiderweb”, los objetos que se encuentran dentro de una red cósmica gigante están celebrando y creciendo, según datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA.
La galaxia Spiderweb, conocida oficialmente como J1140-2629, se apodó de esta manera debido a su parecido con una telaraña en algunas imágenes de luz óptica. Esta semejanza se puede ver en el cuadro insertado donde los datos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA muestran galaxias en naranja, blanco y azul, y los datos de Chandra aparecen en púrpura. Ubicada a unos 10.600 millones de años luz de la Tierra, la galaxia Spiderweb se encuentra en el centro de un protocúmulo, una colección creciente de galaxias y gas que se convertirá en un cúmulo de galaxias.
Para buscar agujeros negros en crecimiento en el protocúmulo Spiderweb, un equipo de investigadores lo observó con Chandra durante más de ocho días. En el panel principal de este gráfico, una imagen compuesta del protocúmulo Spiderweb muestra rayos X detectados por Chandra (también en púrpura), que se combinaron con datos ópticos del telescopio Subaru en Mauna Kea, en Hawai (en rojo, verde y blanco)).
La mayoría de las “manchas” que se perciben en la imagen óptica son galaxias del protocúmulo, incluidas 14 que se han detectado en la nueva imagen profunda de Chandra. Estas fuentes de rayos X revelan la presencia de material que está cayendo hacia agujeros negros supermasivos que contienen cientos de millones de veces más masa que el Sol. El protocúmulo Spiderweb existe en una época del universo a la que los astrónomos se refieren como “mediodía cósmico”. Los científicos descubrieron que durante este tiempo, aproximadamente 3 mil millones de años después del Big Bang, los agujeros negros y las galaxias experimentaron un crecimiento extremo.
La telaraña parece estar excediendo los elevados estándares incluso de este período activo en el Universo. Las 14 fuentes detectadas por Chandra implican que alrededor del 25% de las galaxias más masivas contienen agujeros negros en crecimiento activo. Esto es entre cinco y veinte veces mayor que la fracción encontrada en otras galaxias de edad similar y con, aproximadamente, el mismo rango de masas.
Estos resultados sugieren que algunos factores ambientales son responsables de la gran cantidad de agujeros negros de rápido crecimiento en el protocúmulo Spiderweb. Una causa puede ser que una alta tasa de colisiones e interacciones entre galaxias esté arrastrando gas hacia los agujeros negros en el centro de cada galaxia, proporcionando grandes cantidades de material para consumir. Otra explicación es que el protocúmulo todavía contiene grandes cantidades de gas frío que un agujero negro consume más fácilmente que el gas caliente (este gas frío se calentaría a medida que el protocúmulo se convierte en un cúmulo de galaxias).
Un estudio detallado de los datos del Hubble podrá proporcionar pistas importantes sobre las razones de la gran cantidad de agujeros negros de rápido crecimiento en el protocúmulo Spiderweb. Extender este trabajo a otros protocúmulos también requerirá de la nítida visión de rayos X de Chandra.
Un artículo que describe estos resultados ha sido aceptado para su publicación en la revista Astronomy and Astrophysics, y la versión preliminar ya está disponible aquí. El primer autor es Paolo Tozzi del Instituto Nacional de Astrofísica en Arcetri, Italia.
El Marshall Space Flight Center de la NASA administra el programa Chandra. El Smithsonian Astrophysical Observatory’s Chandra X-ray Center controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
Edición: R. Castro.