Se multiplican los agujeros negros supermasivos en el universo distante

Actualizado 13/03/2019 17:03:16 CET
Se multiplican los agujeros negros supermasivos en el universo distante
YOSHIKI MATSUOKA

   MADRID, 13 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Un conjunto de 83 quásares alimentados por agujeros negros supermasivos han sido descubiertos en el universo distante, de una era en que el cosmos tenía menos del 10 por ciento de su edad actual.

   "Es notable que tan grandes objetos densos pudieran formarse tan pronto después del Big Bang", dijo Michael Strauss, profesor de ciencias astrofísicas en la Universidad de Princeton, uno de los coautores del descubrimiento. "Comprender cómo se pueden formar los agujeros negros en el universo temprano, y qué tan comunes son, es un desafío para nuestros modelos cosmológicos", añadió en un comunicado.

   Este hallazgo aumenta considerablemente la cantidad de agujeros negros conocidos en esa etapa inicial del cosmos y revela, por primera vez, lo comunes que son al inicio de la historia del universo. Además, proporciona una nueva perspectiva sobre el efecto de los agujeros negros en el estado físico del gas en el universo temprano en sus primeros mil millones de años.

   La investigación aparece en una serie de cinco artículos publicados en The Astrophysical Journal y en Publications of the Astronomical Observatory of Japan.

   Los agujeros negros supermasivos, que se encuentran en los centros de las galaxias, pueden ser millones o incluso miles de millones de veces más masivos que el sol. Si bien prevalecen en la actualidad, no está claro cuándo se formaron por primera vez y cuántos existieron en el universo temprano distante. Un agujero negro supermasivo se hace visible cuando el gas se acumula en él, lo que hace que brille como un "quásar". Estudios anteriores han sido sensibles solo a los cuasares más raros, más luminosos, y por lo tanto a los agujeros negros más masivos. Los nuevos descubrimientos sondean la población de quásares más débiles, alimentados por agujeros negros con masas comparables a la mayoría de los agujeros negros que se ven en el universo actual.

   El equipo de investigación utilizó datos tomados con un instrumento de vanguardia, el instrumento HSC (Hyper Suprime-Cam), montado en el Telescopio Subaru del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, que se encuentra en la cima de Maunakea en Hawai. HSC tiene un campo de visión gigantesco --1,77 grados a través--, o siete veces el área de la luna llena, montado en uno de los telescopios más grandes del mundo. El equipo de HSC está observando el cielo a lo largo de 300 noches de telescopios, repartidos en cinco años.

   El equipo seleccionó a los candidatos del quásar distante a partir de los datos confidenciales de la encuesta del HSC. Luego llevaron a cabo una campaña de observación intensiva para obtener espectros de esos candidatos, utilizando tres telescopios: el telescopio Subaru; el Gran Telescopio Canarias; y el Telescopio Géminis Sur en Chile.

   La encuesta ha revelado 83 quásares muy lejanos previamente desconocidos. Junto con los 17 quásares ya conocidos en la región de la encuesta, los investigadores encontraron que hay aproximadamente un agujero negro supermasivo por año luz cúbico, en otras palabras, si divides el universo en cubos imaginarios que tienen mil millones de años luz de lado, cada uno sostendría un agujero negro supermasivo.

   La muestra de quásares en este estudio está a unos 13.000 millones de años luz de la Tierra; en otras palabras, los estamos viendo como existían hace 13.000 millones de años. A medida que el Big Bang tuvo lugar hace 13.800 millones de años, estamos mirando hacia atrás en el tiempo, viendo estos quásares y agujeros negros supermasivos como aparecieron solo unos 800 millones de años después de la creación del universo.

   Se acepta ampliamente que el hidrógeno en el universo una vez fue neutral, pero fue "reionizado" (dividido en sus protones y electrones componentes) alrededor de la época en que nació la primera generación de estrellas, galaxias y agujeros negros supermasivos, en los primeras cien millones de años después del Big Bang. Este es un hito de la historia cósmica, pero los astrónomos aún no saben qué proporcionó la increíble cantidad de energía requerida para causar la reionización. Una hipótesis convincente sugiere que hubo muchos más cuásares en el universo temprano de lo que se detectó anteriormente, y es su radiación integrada la que reioniza el universo.

   "Sin embargo, el número de quásares que observamos muestra que este no es el caso", explicó Robert Lupton, un doctorado de Princeton en 1985, investigador científico senior en ciencias astrofísicas. "El número de cuásares vistos es significativamente menor que el necesario para explicar la reionización". Por lo tanto, la reionización fue causada por otra fuente de energía, muy probablemente numerosas galaxias que comenzaron a formarse en el universo joven.

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