Propiedades morfológicas y radiográficas de SDSS J0849 + 1114. Esta figura muestra la imagen de archivo HST WFC3 F105W en la figura principal y la imagen de rayos X de Chandra 0.3-8 keV en la esquina superior derecha. con contornos HST superpuestos en cada uno. También mostramos en la esquina inferior izquierda la imagen tricolor SDSS de menor resolución que muestra claramente los tres núcleos separados en esta fusión en etapa tardía. Las imágenes HST y SDSS demuestran la morfología altamente alterada de esta fusión avanzada, mientras que la imagen de Chandra revela tres fuentes puntuales de rayos X nucleares con separaciones de pares <10 kpc. Crédito:Pfeifle et al., ApJL, enviado
Los astrónomos descubrieron ocho candidatos a AGN duales enterrados, la muestra más grande de agujeros negros supermasivos de acumulación ocultos en fusiones de galaxias en etapa tardía, seleccionado utilizando el telescopio espacial Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA. Este resultado será presentado por el estudiante graduado Ryan Pfeifle de la Universidad George Mason (Fairfax, Virginia, EE.UU.) en la reunión anual de la Sociedad Astronómica Europea (EWASS2019) en Lyon, Francia, el viernes, 28 de junio.
Las campañas de observación y los estudios teóricos han demostrado que los agujeros negros supermasivos (SMBH) residen en los centros de la mayoría de las galaxias y que las interacciones de las galaxias son omnipresentes en el Universo. Como resultado, las galaxias crecen y evolucionan jerárquicamente a través de colisiones, que también alimentan y consecuentemente hacen crecer las PYMES en sus centros.
Las fusiones en etapa tardía deberían albergar SMBH de doble acreción, o núcleos galácticos activos (AGN), evidencia inequívoca de una fusión en curso, con separaciones de pares menores a 10 kpc y se prevé que faciliten el crecimiento más rápido de los agujeros negros. Décadas de campañas de observación han demostrado, sin embargo, la extrema rareza de las SMBH de doble acreción.
No solo la existencia, frecuencia, y las tasas de acreción de tales sistemas AGN duales tienen importantes implicaciones astrofísicas en la formación y crecimiento de las SMBH y su conexión con las galaxias anfitrionas en las que residen, son los precursores de las fusiones de SMBH, cuáles serán los eventos de ondas gravitacionales más titánicos del Universo, un tema que es de interés actual.
Propiedades morfológicas de la muestra de fusión de galaxias. Esta figura muestra las imágenes tricolor de SDSS para la muestra completa de 15 fusiones de galaxias en etapa tardía. El norte está arriba y el este a la izquierda. Cada sistema presenta morfologías muy perturbadas y separaciones de pares de 10 kpc o menos, lo que indica que se trata de fusiones de galaxias en etapa tardía. Ocho fusiones en esta muestra no muestran signos claros de actividad de AGN según los espectros de SDSS, sino que se manifiestan como regiones compuestas o formadoras de estrellas. Crédito:Pfeifle et al., ApJ, Volumen 875, Número 2, identificación. 117, 2019
En un estudio de seguimiento, el equipo internacional de científicos también informa, utilizando rayos X de alta resolución espacial, IR cercano, y diagnósticos espectroscópicos ópticos:un caso de un triplete de agujeros negros supermasivos en acumulación con separaciones mutuas <10 kiloparsec (=32615,63797 año luz) en la fusión avanzada SDSS J084905.51 + 111447.2.
La dinámica de un sistema de triple agujero negro masivo puede acortar en gran medida la escala de tiempo de fusión de dos agujeros negros.
Ryan Pfeifle explica:"El descubrimiento sugiere que este puede ser un mecanismo importante para impulsar el agujero negro binario inspiral y producir fuentes de ondas gravitacionales".
Propiedades de rayos X de la muestra de fusión de galaxias. Esta figura muestra las imágenes de 0.3-8 keV de rayos X de Chandra con contornos de banda r de SDSS superpuestos en cada panel para la muestra completa de 15 fusiones de galaxias en etapa tardía. El norte está arriba y el este a la izquierda. En ocho de las 15 fusiones encontramos evidencia de al menos dos fuentes de rayos X nucleares, muy sugerente de doble AGN, y encontramos que dos de estos sistemas exhiben tres fuentes de rayos X. En cada sistema de fusión también encontramos al menos una fuente de rayos X y, en combinación con nuestros resultados espectroscópicos LBT, confirmamos que cada sistema alberga al menos un AGN. Cuatro de los candidatos de AGN duales no muestran signos de actividad de AGN en la óptica. 14 de 15 fusiones muestran evidencia de columnas de alta absorción a lo largo de la línea de visión, lo que indica que estas fuentes de rayos X están muy enterradas. Crédito:Pfeifle et al., ApJ, Volumen 875, Número 2, identificación. 117, 2019
Además, las interacciones triples pueden resultar en eyecciones de tirachinas de uno de los agujeros negros con velocidades lo suficientemente altas como para escapar del anfitrión, lo que resulta en agujeros negros supermasivos expulsados o errantes.
Pfeifle concluye:"Los resultados de nuestro estudio demuestran el verdadero poder de la selección del infrarrojo medio:puede seleccionar casos de candidatos de AGN duales que se perderían con las técnicas de selección óptica, y ahora ofrece un método a través del cual podemos preseleccionar fusiones triples para intentar encontrar más AGN triples ".
