Un equipo de astrónomos dirigido por Eduardo Bañados de Carnegie utilizó los telescopios Magellan de Carnegie para descubrir el agujero negro supermasivo más distante jamás observado. Reside en un cuásar luminoso y su luz nos llega cuando el universo tenía solo el 5 por ciento de su edad actual- solo 690 millones de años después del Big Bang. Sus hallazgos son publicados por Naturaleza .
Los cuásares son objetos tremendamente brillantes compuestos de enormes agujeros negros que acumulan materia en los centros de galaxias masivas. Este agujero negro recientemente descubierto tiene una masa que es 800 millones de veces la masa de nuestro Sol.
"Reunir toda esta masa en menos de 690 millones de años es un enorme desafío para las teorías del crecimiento supermasivo de agujeros negros", explicó Bañados.
Para crecer agujeros negros tan grandes tan pronto después del Big Bang, los astrónomos han especulado que el universo muy temprano podría haber tenido condiciones que permitieran la creación de agujeros negros muy grandes con masas que alcanzan 100,000 veces la masa del Sol. Esto es muy diferentelos agujeros negros que se forman en el universo actual, que rara vez exceden unas pocas docenas de masas solares.
Bram Venemans agregado del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania: "Los cuásares se encuentran entre los objetos celestes más brillantes y distantes conocidos y son cruciales para comprender el universo primitivo".
El cuásar Bañados es especialmente interesante, porque es desde el tiempo conocido como la época de la reionización, cuando el universo emergió de su edad oscura.
El Big Bang comenzó el universo como una sopa caliente y turbia de partículas extremadamente energéticas que se expandía rápidamente. A medida que se expandía, se enfriaba. Aproximadamente 400,000 años después muy rápidamente en una escala cósmica, estas partículas se enfriaron y se unieron en neutralgas de hidrógeno. El universo permaneció oscuro, sin ninguna fuente luminosa, hasta que la gravedad condensó la materia en las primeras estrellas y galaxias. La energía liberada por estas antiguas galaxias causó que el hidrógeno neutro esparcido por todo el universo se excitara e ionizara, o perdiera un electrón,un estado en el que el gas ha permanecido desde entonces. Una vez que el universo se volvió a encender, los fotones podrían viajar libremente por todo el espacio, por lo que el universo se volvió transparente a la luz.
El análisis del nuevo cuásar encontrado muestra que una gran fracción del hidrógeno en su entorno inmediato es neutral, lo que indica que los astrónomos han identificado una fuente en la época de la reionización, antes de que suficientes de las primeras estrellas y galaxias se hayan activado por completore-ionizar el universo.
"Fue la última gran transición del universo y una de las fronteras actuales de la astrofísica", dijo Bañados.
La distancia del cuásar está determinada por lo que se llama su desplazamiento al rojo, que es una medida de cuánto se estira la longitud de onda de su luz por la expansión del universo antes de llegar a la Tierra. Cuanto más alto es el desplazamiento al rojo, mayor es la distancia y másLos astrónomos observan a tiempo cuando observan el objeto. Este nuevo cuásar tiene un desplazamiento al rojo de 7.54, basado en la detección de emisiones de carbono ionizado de la galaxia que alberga el agujero negro masivo. La luz tardó más de 13 mil millones de añosdesde el cuásar hasta llegar a nosotros. La caracterización de la galaxia anfitriona del cuásar se realizó con los interferómetros IRAM / NOEMA y JVLA y los hallazgos se informan en un artículo complementario publicado en Las letras del diario astrofísico dirigido por Bram Venemans.
"Esta gran distancia hace que tales objetos sean extremadamente débiles cuando se ven desde la Tierra. Los primeros cuásares también son muy raros en el cielo. Solo se sabía que existía un cuásar en un desplazamiento al rojo mayor que siete antes, a pesar de una búsqueda exhaustiva", dijo Xiaohui Fandel Observatorio Steward de la Universidad de Arizona.
Entre 20 y 100 cuásares tan brillantes y distantes como el cuásar descubierto por Bañados y su equipo se prevé que exista en todo el cielo, por lo que este es un descubrimiento importante que proporcionará información fundamental del universo joven, cuando solo era5 por ciento de su edad actual.
"Este es un descubrimiento muy emocionante, encontrado al explorar la nueva generación de encuestas sensibles de área amplia que los astrónomos están realizando utilizando el Explorador de prospección infrarroja de campo amplio de la NASA en telescopios en órbita y terrestres en Chile y Hawai", dijo Daniel Sterndel Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena. "Con la construcción de varias instalaciones de próxima generación, aún más sensibles, podemos esperar muchos descubrimientos emocionantes en el universo muy temprano en los próximos años".
El equipo usó dos instrumentos del telescopio Magellan para observar el agujero negro supermasivo: FUEGO, que hizo el descubrimiento, y Fourstar, que se usó para imágenes adicionales.
"Este importante descubrimiento, junto con la detección de galaxias distantes, está aclarando las condiciones del universo durante la época de reionización. Mientras esperamos la construcción de la nueva generación de telescopios gigantes, como el GMT, telescopios comoya que los Magallanes en el Observatorio Las Campanas en Chile continuarán jugando un papel crucial en el estudio del universo primitivo ", agregó Leopoldo Infante, Director de Las Campanas.
Este trabajo se basa en datos recopilados con el telescopio Magellan Baade, el telescopio Gemini North programa GN-2017A-DD-4, el Gran telescopio binocular y el interferómetro IRAM / NOEMA.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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