Descubren el primer cu√°sar del Universo

By 12/01/2021 Portal

Los cu√°sares son las galaxias m√°s luminosas del Universo, aunque parecen muy d√©biles porque son extremadamente distantes. En su centro albergan un agujero negro supermasivo, muchos de ellos de hasta mil millones de masas solares. La materia que atraen y cae en esas regiones del espacio provoca grandes explosiones, motivo por el que estos objetos son tan luminosos. Ahora, un equipo internacional de astr√≥nomos ha anunciado el hallazgo del cu√°sar m√°s distante conocido, o lo que es lo mismo, el m√°s antiguo. Existi√≥ hace m√°s de 13.000 millones de a√Īos, solo 670 millones de a√Īos despu√©s del Big Bang. Este monstruo es mil veces m√°s luminoso que la V√≠a L√°ctea y alimenta al que tambi√©n resultar√≠a el (hasta el momento) primer agujero negro supermasivo del universo, que pesa m√°s de 1.600 millones de veces la masa del Sol.

Los cuásares son los objetos más energéticos del universo. Se forman cuando el gas en el disco de acreción sobrecalentado alrededor de un agujero negro supermasivo es atraído inexorablemente hacia adentro, irradiando luz a través del espectro electromagnético. La cantidad de energía emitida por estos objetos es enorme, y los ejemplos más masivos superan fácilmente a galaxias enteras.

El cuásar recién descubierto, denominado J0313-1806, ha sido dado a conocer en la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS). El estudio ha sido aceptado en The Astrophysical Journal Letters y está disponible en formato preimpreso en arXiv.org. Muy distante , tiene un corrimiento al rojo de z = 7,64.

¬ęLos cu√°sares m√°s distantes son cruciales para comprender c√≥mo se formaron los primeros agujeros negros y la reionizaci√≥n c√≥smica, la √ļltima gran transici√≥n de fase de nuestro universo¬Ľ, dice Xiaohui Fan, coautor del estudio y profesor de astronom√≠a en la Universidad de Arizona.

La presencia de un agujero negro tan masivo tan temprano en la historia del universo desaf√≠a las teor√≠as de la formaci√≥n de estos gigantes. ¬ęLos agujeros negros creados por las primeras estrellas masivas no podr√≠an haber crecido tanto en unos pocos cientos de millones de a√Īos¬Ľ, dice Feige Wang, miembro del equipo Hubble de la NASA en la Universidad de Arizona y autor principal del art√≠culo de investigaci√≥n.

Las observaciones que llevaron a este descubrimiento se realizaron utilizando una variedad de observatorios en todo el mundo, incluidos varios telescopios en Hawái. Los datos del observatorio Pan-STARRS1 y UKIRT Hemisphere Survey ayudaron a identificar primero a J0313-1806. Una vez que el equipo confirmó su identidad como cuásar, obtuvieron espectros de alta calidad del Observatorio Keck y Gemini North para medir la masa del agujero negro supermasivo central.

¬ęLa medici√≥n de las l√≠neas espectrales que se originan a partir del gas que rodea el disco de acreci√≥n del cu√°sar nos permite determinar la masa del agujero negro y estudiar c√≥mo su r√°pido crecimiento influye en su entorno¬Ľ, dice Aaron Barth, profesor de F√≠sica y Astronom√≠a en la Universidad de California en Irvine.

¬ęLa observaci√≥n de la luz infrarroja requiere temperaturas bajas. El clima casi helado que prevalece en la cumbre de Maunakea (4.205 m) lo convierte en uno de los √ļnicos sitios en la Tierra con instrumentos lo suficientemente sensibles para observar tales longitudes de onda roja¬Ľ, dice Joe Hennawi, profesor de Universidad de California Santa Barbara que ayud√≥ a ejecutar las observaciones con el espectr√≥grafo Keck / NIRES.

Adem√°s de pesar el monstruoso agujero negro, las observaciones del Observatorio Keck y Gemini North descubrieron un flujo de salida extremadamente r√°pido que emana del cu√°sar en forma de viento que viaja al 20% de la velocidad de la luz. ¬ęLa energ√≠a liberada por un flujo de salida de alta velocidad tan extrema es lo suficientemente grande como para impactar la formaci√≥n estelar en toda la galaxia anfitriona del cu√°sar¬Ľ, se√Īala Jinyi Yang, del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona.

Este es el primer ejemplo conocido de un cuásar que esculpe el crecimiento de su galaxia anfitriona, lo que convierte a J0313-1806 en un objetivo prometedor para futuras observaciones. La galaxia que lo alberga está experimentando un brote de formación estelar, produciendo nuevas estrellas 200 veces más rápido que la Vía Láctea. La combinación de esta intensa formación estelar, el cuásar luminoso y el flujo de salida de alta velocidad hacen de J0313-1806 y su galaxia anfitriona un laboratorio natural prometedor para comprender el crecimiento de los agujeros negros supermasivos y sus galaxias anfitrionas en el universo temprano.