Gemini Sur, la mitad austral del Observatorio Internacional Gemini que opera NOIRLab de NSF y AURA, capturó las consecuencias de una colisión de galaxias espirales que tuvo lugar hace mil millones de años. En el corazón de esta caótica interacción, atrapados en medio del caos, hay un par de agujeros negros supermasivos, que corresponden a los más cercanos registrados desde la Tierra.
Newswise — Los brazos arremolinados de una galaxia espiral están entre las figuras más reconocibles del cosmos. Se trata de largas franjas que se extienden circularmente desde un núcleo central, cada una repleta de polvo, gas y deslumbrantes zonas donde se están formando nuevas estrellas. Sin embargo, esta particular figura puede deformarse y adoptar una forma mucho más extraña y amorfa durante una fusión con otra galaxia. Los brazos espirales de repente sufren perturbaciones y se desordenan, mientras dos agujeros negros supermasivos, en sus respectivos núcleos galácticos, se enredan en una danza de mareas. Tal es el caso de NGC 7727, una galaxia peculiar ubicada en la constelación de Acuario, a unos 90 millones de años luz de la Vía Láctea.
Un equipo de astrónomos registró una evocadora imagen de las consecuencias de esta fusión, utilizando el Espectrógrafo Multi-Objetos de Gemini (GMOS por sus siglas en inglés) instalado en el telescopios de Gemini Sur en Chile, que forma parte del Observatorio Internacional Gemini que opera NOIRLab de NSF y AURA. La imagen revela vastas franjas arremolinadas de polvo y gas interestelar que se parecen a un algodón de azúcar recién hilado a medida que se envuelven alrededor de los núcleos fusionados de las galaxias originales. Como resultado hoy vemos una mezcla dispersa de regiones activas de formación estelar y franjas de polvo rodeando al sistema.
Lo más destacable de NGC 7727 sin duda son sus núcleos galácticos gemelos, cada uno de los cuales alberga un agujero negro supermasivo, como han confirmado los astrónomos gracias al Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral. Ahora los astrónomos suponen que la galaxia se formó de un par de galaxias espirales que se vieron envueltas en una danza celestial hace unos mil millones de años atrás. Las estrellas y las nebulosas quedaron esparcidas y luego volvieron a juntarse debido a los tira y afloja gravitacionales del par de agujeros negros supermasivos, hasta la formación de los nudos irregulares que se ven en esta imagen.
Los dos agujeros negros supermasivos, de los cuales uno tiene 154 millones de masas solares y el otro 6,3 millones de masas solares, están separados entre sí por aproximadamente 1.600 años luz. Se estima que ambos agujeros se fusionarán eventualmente en cerca de 250 millones de años, formando un agujero negro aún más masivo mientras dispersan violentas ondas gravitacionales a través del espacio tiempo.
Debido a que la galaxia aún se está recuperando del impacto, la mayoría de los brotes brillantes que se ven corresponden a estrellas jóvenes e incubadoras estelares activas. De hecho, alrededor de 23 objetos encontrados en este sistema son considerados candidatos para jóvenes cúmulos estelares. Estas agrupaciones de estrellas se forman a menudo en áreas donde la formación estelar es mayor de lo habitual y son especialmente comunes en galaxias en interacción como se aprecia aquí.
Una vez que el polvo se haya asentado, NGC 7727 se convertirá eventualmente en una galaxia elíptica compuesta por estrellas más viejas y con muy poca formación estelar. A igual que Messier 87, una galaxia elíptica con un agujero negro supermasivo en su centro, el destino de la Vía Láctea y de la Galaxia de Andrómeda podría ser el mismo que esta galaxia, cuando se fusionen en miles de millones de años más.
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El agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea tiene una cantidad relativamente modesta de 4,3 millones de masas solares. El agujero negro más masivo observado hasta la fecha contiene aproximadamente 66 mil millones de masas solares.
NOIRLab de NSF (Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja de NSF), el centro de EE. UU. para la astronomía óptica-infrarroja en tierra, opera el Observatorio internacional Gemini (una instalación de NSF, NRC–Canada, ANID–Chile, MCTIC–Brasil, MINCyT–Argentina y KASI – República de Corea), el Observatorio Nacional de Kitt Peak (KPNO), el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC) y el Observatorio Vera C. Rubin (operado en cooperación con el National Accelerator Laboratory (SLAC) del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE). Está administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede en Tucson, Arizona. La comunidad astronómica tiene el honor de tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en Iolkam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea, en Hawai‘i, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón en Chile. Reconocemos y apreciamos el importante rol cultural y la veneración que estos sitios tienen para la Nación Tohono O’odham, para la comunidad nativa de Hawai‘i y para las comunidades locales en Chile, respectivamente.
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