Recreación del cuásar más antiguo nunca detectado

Recreación del cuásar más antiguo nunca detectado Carnegie

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El agujero negro que se adelantó a su tiempo

Descubren un agujero negro masivo de cuando se estaba formando el universo y no saben de dónde pudo surgir

El universo está lleno de sumideros que se lo tragan todo: los agujeros negros supermasivos necesitan mucha materia comprimida en relativo poco espacio para adquirir su poder. Y para eso hace falta tiempo. O eso creíamos hasta ahora. El astrónomo Eduardo Bañados ha dedicado decenas de horas de estudio y apenas 10 minutos de telescopio para descubrir uno de estos colosos nacido cuando el universo apenas tenía 690 millones de años (5% de su edad actual). Ese agujero no debería estar ahí en aquel momento. El hallazgo acaba de publicarse en Nature.

“Reunir toda esta masa en tan poco tiempo es un desafío enorme para las teorías del crecimiento súper masivo del agujero negro”, explica Bañados a El Independiente mientras regresa al Centro Carnegie de Pasadena desde Hawái, donde se encuentra el telescopio Gemini. Allí ha podido ver este agujero negro que no es tan negro. Reside en un cuásar luminoso, un objeto que brilla gracias a la materia que se va tragando. “Es tan brillante que se ha convertido en una mina de oro para estudiar el universo primitivo”, asegura. Conviene recordar una cosa: cuando miramos por un telescopio hacia lo más lejano, estamos viendo el pasado, pues la luz de los objetos más distantes nos llega con millones de años luz de demora.

Éste es enorme, de unos 800 millones de soles de masa (8 × 10^8M⊙). ¿Cómo lo hizo para crecer en tan poco tiempo? Eso es lo misterioso: “Si hubiéramos encontrado el mismo agujero negro unos cuantos miles de millones de años después del Big Bang –señala Bañados–, entonces no sería tan sorprendente, ya que el agujero negro habría tenido suficiente tiempo para crecer a través de distintos mecanismos”.

Para hacer crecer agujeros negros tan pronto después del Big Bang, los astrónomos han especulado que el universo primitivo podría haber tenido condiciones especiales. Los agujeros negros que se forman en el universo actual rara vez superan algunas docenas de masas solares.

Los agujeros negros masivos más recientes son esqueletos de estrellas que murieron. ¿De dónde salieron los primeros, cuando aún no había estrellas muertas? “Estos agujeros negros tendrían que formarse de semillas ya extremadamente masivas. Los astrofísicos teóricos tendrán que poder explicar la forma crear esas masivas semillas o encontrar otra manera de formar estos monstruos en tan poco tiempo”.

Un universo triste y oscuro

El cuásar de Bañados es especialmente interesante porque es del tiempo conocido como la época de reionización, cuando el universo emergió de su edad oscura.

Cuásar con su agujero negro. GIPHY

El Big Bang dio lugar a una sopa caliente y turbia de partículas extremadamente energéticas que se expandían rápidamente. Alrededor de 400.000 años más tarde, estas partículas se enfriaron y se fusionaron en gas hidrógeno neutro. 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 galaxias antiguas causó que el hidrógeno neutral esparcido por todo el universo se excitara e ionizara (los gases ionizados suelen emitir luz; es la base de las lámparas led), un estado en el que el gas se ha mantenido desde ese momento. Una vez que el universo se reionizó, los fotones (paquetes de luz) podían viajar libremente por el espacio y, parafraseando la canción, descubrió un bonito mundo de color.

“Fue la última gran transición del universo y una de las fronteras actuales de la astrofísica”, señala Bañados.

Debe de haber entre 20 y 100 cuásares tan luminosos y distantes. Dar con otro cuásar así es como buscar una aguja en un pajar.

“Se estima que hay de 20 a 100 cuásares tan luminosos y distantes como el descubierto por nuestro grupo. El universo es gigantesco, así que encontrar estos objetos es prácticamente como buscar una aguja en un pajar”, compara Bañados.

“Sólo se sabía que existía un cuásar con un corrimiento al rojo mayor a siete antes de ahora, a pesar de una extensa búsqueda”, añade su compañero Xiaohui Fan, del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona.

Historia del universo

Historia del universo M.V. | Fuente: NASA

Carrera contrarreloj hacia el pasado

“Este es un descubrimiento muy emocionante, con la nueva generación de estudios sensibles de área amplia que los astrónomos están llevando a cabo utilizando el explorador de campo infrarrojo Wide-field de la NASA (en órbita) y telescopios terrestres en Chile y Hawai”, apuntó en la presentación de los resultados Daniel Stern de la NASA. “Con la construcción de varias instalaciones de próxima generación, incluso más sensibles, podemos esperar muchos descubrimientos emocionantes en los inicios del universo en los próximos años”.


A veces se presenta el universo en comparación con un globo que se infla. Sin embargo, su geometría es bastante misteriosa. En este vídeo explicamos cómo la comunidad científica cree, y ha creído en el pasado, que se expande el cosmos. | Vídeo: M.V. y G.M.P.

 

La mirada hacia el pasado del universo es una carrera contrarreloj, pues éste se expande desde su explosión hace 13.800 millones de años.

“Además de para la física, el conocer los momentos primordiales del universo es algo importante para el ser humano”, piensa Bañados. “Los seres humanos siempre se han preguntado por sus orígenes y creo que somos una generación afortunada que vive en una época en que contamos por primera vez con la tecnología necesaria para poder observar algunas de las primeras galaxias y agujeros negros que se formaron en el universo. Esto nos permite no sólo seguir cuestionandonos nuestro propio origen, sino ir más alla y buscar los orígenes del cosmos, yo encuentro eso particularmente fascinante”.

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El agujero negro que se adelantó a su tiempo