Su entorno tiene muchas características de un cúmulo de galaxias, lo que implica que la galaxia probablemente ha atraído y absorbido a sus antiguas galaxias compañeras.
En una nueva imagen del observatorio espacial de rayos-x Chandra se muestra una galaxia llamada 3C 297 que está más sola de lo esperado después de que probablemente atrajo y absorbió a sus antiguas galaxias compañeras, como se describe en nuestro último comunicado de prensa. La galaxia solitaria se encuentra a unos 9.200 millones de años luz de la Tierra y contiene un quásar, un agujero negro supermasivo que extrae gas del centro de la galaxia y genera poderosos chorros de materia que se ven en las ondas de radio. Este resultado obtenido con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Observatorio Internacional Gemini puede superar los límites de la rapidez con la que los astrónomos esperan que crezcan las galaxias en el universo primitivo.
En varios aspectos, 3C 297 tiene las cualidades de un cúmulo de galaxias, una estructura gigantesca que contiene cientos o incluso miles de galaxias individuales. Los datos de rayos X de Chandra revelan grandes cantidades de gas calentado a millones de grados, una característica distintiva de un cúmulo de galaxias. Los astrónomos también encontraron un chorro del cuásar, visto por Karl G. Jansky Very Large Array, que se ha doblado al interactuar con su entorno. Finalmente, los datos de Chandra muestran evidencia de que el otro chorro de cuásar se ha estrellado contra el gas que lo rodea, creando un “punto de acceso” de rayos X. Estas son características típicas de un cúmulo de galaxias. Sin embargo, los datos del Observatorio Gemini muestran que solo hay una galaxia en 3C 297. Las diecinueve galaxias que aparecen cerca de 3C 297 en una imagen de Gemini están en realidad a distancias muy diferentes.
3C 297, Etiquetado (Crédito: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Torino/V. Missaglia et al.; Óptico: NASA/ESA/STScI & International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA; Infrarrojo: NASA/ESA /STScI; Radio: NRAO/AUI/NSF)
En esta nueva imagen compuesta, los datos de Chandra son de color púrpura, los datos de VLA son de color rojo y los datos de Gemini son de color verde. También se han incluido datos de luz visible e infrarrojos del telescopio espacial Hubble (azul y naranja respectivamente). La galaxia solitaria (3C 297) y la posición de su negro supermasivo se identifican en una versión etiquetada de la imagen, junto con los chorros del agujero negro, el punto de acceso de rayos X y el gas caliente. El campo de visión de esta imagen es demasiado pequeño para mostrar cualquiera de las 19 galaxias que no están a la misma distancia que 3C 297.
Una propuesta de lo que sucedió con las galaxias desaparecidas es que la atracción gravitatoria de la galaxia más grande, combinada con las interacciones entre ellas, hizo que las galaxias compañeras cayeran y fueran asimiladas por el alfa. El equipo considera que 3C 297 es probablemente un “grupo de fósiles” en lugar de un cúmulo de galaxias, una etapa de evolución galáctica en la que una galaxia se acerca y se fusiona con otras. Si ese es el caso, 3C 297 representa el grupo fósil más distante jamás encontrado.
Los autores no pueden descartar la presencia de galaxias enanas alrededor de 3C 297, pero su presencia aún no explicaría la falta de galaxias más grandes como la Vía Láctea. Ejemplos cercanos son M87 en el Cúmulo de Virgo, que ha tenido grandes compañeros galácticos durante miles de millones de años. Sin embargo, 3C 297 pasará miles de millones de años esencialmente solo.
El nuevo estudio se publicó en la edición de enero de 2023 de The Astrophysical Journal, disponible aquí. Las observaciones anteriores de Chandra que duraron solo tres horas mostraron indicios del gas caliente visto en el nuevo estudio, según lo informado por la coautora Chiara Stuardi en un artículo publicado en la edición de abril de 2018 de The Astrophysical Journal Supplement Series, disponible aquí. Sin embargo, se requirieron observaciones mucho más profundas de Chandra para confirmarlo. Las observaciones de Chandra de 3C 297 se realizaron durante un tiempo total de 2,5 días en abril y agosto de 2021 y 2022.
El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
Esta versión presenta una imagen compuesta de una galaxia solitaria que contiene un agujero negro supermasivo, dos chorros y un punto de acceso de rayos X, todo rodeado de gas caliente. Visualmente, la escena se asemeja a puntos de luz coloridos y desenfocados en una habitación oscura, nublada con bolsas de niebla púrpura. Dada la complejidad de la imagen, se presenta con y sin etiquetas. Gran parte de la imagen presenta puntos azules, morados y naranjas borrosos sobre un fondo negro. Pero el enfoque de este lanzamiento está en la galaxia solitaria en nuestro lado derecho de la imagen, conocida como 3C 297. En capas sobre el fondo negro punteado, la galaxia solitaria se asemeja a un disco de neblina naranja con un punto blanco brillante en el centro. El punto blanco es la ubicación del agujero negro supermasivo en el núcleo de la galaxia. El agujero negro atrae el gas hacia adentro e impulsa los poderosos chorros de materia. Disparando desde la neblina naranja hacia nuestra parte superior derecha, hay una línea roja de neón corta y borrosa. Este es un chorro: una corriente de partículas que sale disparada del agujero negro supermasivo dentro de la galaxia solitaria. Al final de la línea roja corta hay un segundo punto blanco brillante, este rodeado de rojo neón. Este es el punto de acceso de rayos X, donde la materia del chorro se estrelló contra la nube de gas púrpura. Un segundo chorro emerge de la parte inferior del disco naranja nebuloso y se curva suavemente hacia nuestra parte inferior derecha. Este jet también es rojo neón pero es considerablemente menos vibrante. Se presenta como una línea de puntos dispersa, en lugar de una sólida. Las interacciones con su entorno han provocado que el avión se doble. Todos estos elementos, la galaxia solitaria, el agujero negro, los chorros y el punto de acceso, están rodeados por la nube de gas púrpura. Los datos de rayos X de Chandra sugieren que este gas está presente en cantidades muy grandes y se calienta a millones de grados Fahrenheit.
Crédito: Rayos X: NASA/CXC/Univ. de Turín/V. Missaglia et al.; Óptica: NASA/ESA/STScI & Observatorio Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA; Infrarrojo: NASA/ESA/STScI; Radio: NRAO/AUI/NSF