InicioCienciaHallan un posible ancestro de un agujero negro supermasivo

Hallan un posible ancestro de un agujero negro supermasivo

El objeto se habría originado en el "amanecer cósmico" del Universo, unos 750 millones de años después del Big Bang

Astrofísicos del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague y la Universidad Técnica de Dinamarca identificaron un objeto distante con propiedades que se encuentran entre las de una galaxia y un cuásar. Los científicos estiman que se trata del antepasado de un agujero negro supermasivo que nació 750 millones de años después del Big Bang, evento que ocurrió hace unos 13.800 millones de años, refiere el portal phys.org.

Previo a este descubrimiento simulaciones habían indicado que tales objetos deberían existir, pero hasta ahora no habían sido detectados.

“El objeto descubierto conecta dos poblaciones raras de objetos celestes, a saber, explosiones estelares polvorientas y cuásares luminosos y por lo tanto proporciona una nueva vía para comprender el rápido crecimiento de los agujeros negros supermasivos en el universo primitivo”, afirma Seiji Fujimoto, becario postdoctoral del Instituto Niels Bohr.

La revelación fue posible gracias al Telescopio Espacial Hubble operado conjuntamente por la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA. Debido a su ubicación en el espacio, el Hubble puede mirar más lejos en las profundidades del universo de lo que hubiera sido el caso en tierra; y en astronomía mirar más allá equivale a poder observar fenómenos que tuvieron lugar en períodos cósmicos anteriores, ya que la luz y otros tipos de radiación viajan más tiempo para llegar a nosotros.

El objeto recién encontrado, llamado GNz7q por el equipo, nació 750 millones de años después del Big Bang, que generalmente se acepta como el comienzo del universo tal como lo conocemos. Dado que el Big Bang ocurrió hace unos 13.800 millones de años, GNz7q se origina en una época conocida como el «amanecer cósmico».

El misterio de los agujeros negros supermasivos

El descubrimiento está vinculado a un tipo específico de cuásares (también conocidos como cuasi-estelares) extremadamente luminosos. Las imágenes del Hubble y otros telescopios avanzados revelan que los cuásares ocurren en los centros de las galaxias.

La galaxia anfitriona de GNz7q posee una gran actividad: Se estima que forma estrellas a un ritmo 1.600 veces más rápido que nuestra Vía Láctea. Las estrellas, a su vez, crean y calientan el polvo cósmico, haciéndolo brillar en el infrarrojo hasta el punto de que el anfitrión de GNz7q es más luminoso en emisión de polvo que cualquier otro objeto conocido en este período del amanecer cósmico.

En los años más recientes ha trascendido que los cuásares están alimentados por agujeros negros supermasivos, con masas que van desde millones hasta decenas de miles de millones de masas solares, rodeados de grandes cantidades de gas. A medida que el gas cae hacia el agujero negro, se calienta debido a la fricción que proporciona el enorme efecto luminoso.

“Comprender cómo se forman y crecen los agujeros negros supermasivos en el universo primitivo se ha convertido en un gran misterio. Los teóricos han predicho que estos agujeros negros experimentan una fase temprana de rápido crecimiento: un objeto compacto enrojecido por el polvo emerge de una galaxia estelar muy oscurecida por el polvo, luego pasa a un objeto compacto luminoso no oscurecido al expulsar el gas y el polvo circundantes”, explica el profesor asociado Gabriel Brammer del Instituto Niels Bohr.

 “Aunque ya se habían encontrado cuásares luminosos incluso en las épocas más tempranas del universo, la fase de transición de rápido crecimiento tanto del agujero negro como de su anfitrión estallido de estrellas no se había encontrado en épocas similares. Además, las propiedades encontradas coinciden excelentemente con las simulaciones teóricas y sugieren que GNz7q es el primer ejemplo de la fase de crecimiento rápido y transición de los agujeros negros en el polvoriento núcleo de la estrella, un antepasado del agujero negro supermasivo posterior”.

Ocultos a plena vista

Curiosamente, GNz7q se encontró en el centro de un campo del cielo intensamente estudiado conocido como el campo Hubble GOODS North.

“Esto muestra cómo los grandes descubrimientos a menudo se pueden ocultar frente a ti”, afirma Gabriel Brammer.

Encontrar GNz7q escondido a simple vista solo fue posible gracias a los conjuntos de datos de múltiples longitudes de onda excepcionalmente detallados disponibles para GOODS North. Sin la riqueza de los datos, el objeto habría sido fácil de pasar por alto, ya que carece de las características distintivas de los cuásares del universo primitivo.

“Es poco probable que el descubrimiento de GNz7q dentro de la encuesta GOODS-N, relativamente pequeña, haya sido simplemente ‘suerte tonta’, sino que la prevalencia de tales fuentes puede ser significativamente mayor de lo que se pensaba”, agrega Brammer.

El equipo ahora espera buscar sistemáticamente objetos similares utilizando estudios dedicados de alta resolución y aprovechar el Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA.

“La caracterización completa de estos objetos y el sondeo de su evolución y la física subyacente con mucho mayor detalle será posible con el Telescopio James Webb. Una vez que esté en funcionamiento regular, Webb tendrá el poder de determinar de manera decisiva qué tan comunes son realmente estos agujeros negros de rápido crecimiento”, afirma Fujimoto.

El artículo sobre el descubrimiento de GNz7q Un objeto compacto y polvoriento que une galaxias y cuásares en el amanecer cósmico, se encuentra en la edición en línea de la revisa Nature.