Gracias al
nuevo instrumento GRAVITY, el desplazamiento gravitacional del rojo se midió
por primera vez.
La estrella S2 orbita el agujero negro
masivo en el centro de la Vía Láctea tan rápido que se notan los efectos relativistas
Estrellas
y espacio: hay noticias del centro de la Vía Láctea. Pero, antes
que nada, ¿qué tiene de emocionante un astrofísico en este lugar?
Stefan Gillessen:El
centro de la Vía Láctea es un lugar muy especial. Con una distancia de 26.000 años luz, es comparativamente
cercana en contraste con todos los otros núcleos de galaxias.
De
esta manera pueden verlo muy bien en detalle. Y es por eso que también
sabemos que hay un agujero negro masivo.
Esto
es notable porque debería ser el caso en todas las galaxias de hoy, y tenemos
un buen laboratorio de pruebas para la relatividad general justo fuera de
nuestra puerta ¿Cuál es la
conexión entre un agujero negro y la teoría general de la relatividad?
Albert Einstein desarrolló esta
teoría hace unos cien años. De esto se deduce, entre otras
cosas, que una masa suficientemente compacta dobla el espacio-tiempo con tanta
fuerza que la materia y la radiación solo pueden entrar, pero no salir.
Tal agujero negro solo es perceptible
a través de su gravitación, también llamada gravedad.
El agujero negro en el centro de
nuestra Vía Láctea tiene el mismo efecto gravitatorio
que cuatro millones de soles, ¡y es más pequeño que el diámetro de la órbita
de la Tierra!
En
otras galaxias hay agujeros negros centrales que tienen incluso más masa,
aproximadamente un factor de cien
Fuente:
Spektrum der Wissenschaft – Felicitas Mokler – 09.octubre. 2018
Nota: Las preguntas fueron hechas por
Felicitas Mokler, astrofísica y periodista científica en Heidelberg. La
publicación técnica sobre el descubrimiento del corrimiento al rojo
gravitacional en la Estrella S2 se ha publicado en: Astronomy & amp;
Astrophysics 615, L15, 2018.
Este artículo está incluido en Estrellas.noviembre de 2018.
Concepto
artístico de un evento de disrupción mareal (TDE) que ocurre cuando una estrella pasa fatalmente
cerca de un agujero negro supermasivo, que reacciona lanzando un jet
relativista. Crédito: Sophia Dagnello, NRAO / AUI / NSF
Por primera vez, los astrónomos han fotografiado
directamente la formación y la expansión de un chorro de material en movimiento
rápido que es expulsado cuando la poderosa gravedad de un agujero negro
supermasivo desgarró una estrella que pasó demasiado cerca del masivo monstruo.
Los científicos rastrearon el
evento con telescopios infrarrojos y de radio, incluido Very Long Baseline
Array (VLBA) y el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, en un par de galaxias
colisionantes llamadas Arp 299 (*).
Las galaxias están a casi 150 millones de años luz de
la Tierra. En el centro de una de las galaxias, un agujero negro 20
millones de veces más masivo que el Sol destrozó una estrella de más del doble
de la masa del Sol, desencadenando una cadena de eventos que revelaron detalles
importantes del encuentro violento.
Los investigadores también usaron observaciones de Arp
299 hechas por el telescopio espacial Hubble de la NASA antes y después de la
aparición de la erupción.
Solo se ha detectado un pequeño
número de muertes estelares, llamadas eventos de interrupción de mareas o TDE.
Los teóricos han sugerido que el material extraído de
la estrella condenada forma un disco giratorio alrededor del agujero negro,
emitiendo intensos rayos X y luz visible, y también lanza chorros de material
hacia afuera desde los polos del disco a casi la velocidad de la luz.
"Nunca antes hemos podido
observar directamente la formación y la evolución de un jet de uno de estos
eventos", dijo Miguel Pérez-Torres, del
Instituto de Astrofísica de Andalucía en Granada, España, y autor en un
documento que describe el hallazgo.
Descubrimiento de un jet
Imagen artística de la
galaxia Arp299B, que está en proceso de fusión con Arp299A (la galaxia a la
izquierda), capturada por el telescopio espacial Hubble de la NASA. El
recuadro muestra un evento de interrupción de las mareas (TDE), que ocurre
cuando una estrella pasa fatalmente cerca de un agujero negro supermasivo. Recientemente
se observó un TDE cerca del centro de Arp299B. Crédito: Sophia Dagnello,
NRAO / AUI / NSF; NASA, STScI
La primera indicación vino el 30
de enero de 2005, cuando los astrónomos que usaban el Telescopio William
Herschel en las Islas Canarias descubrieron una brillante ráfaga de emisión
infrarroja proveniente del núcleo de una de las galaxias colisionantes en Arp
299.
El 17 de julio de 2005, el VLBA reveló una nueva
fuente distinta de emisión de radio desde el mismo lugar.
"Con el paso del tiempo, el
nuevo objeto permaneció brillante en las longitudes de onda infrarroja y de
radio, pero no en la luz visible y los rayos X", dijo Seppo Mattila, de la Universidad de Turku en Finlandia,
otro autor del nuevo documento. "La
explicación más probable es que el grueso gas interestelar y el polvo cerca del
centro de la galaxia absorbieron los rayos X y la luz visible, y luego lo
re-irradiaron como infrarrojo". Los investigadores utilizaron el
Telescopio óptico nórdico en las Islas Canarias y el Spitzer de la NASA para
seguir la emisión infrarroja del objeto.
Las observaciones continuas con
el VLBA, la red europea VLBI (EVN) y otros radiotelescopios, llevados a cabo
durante casi una década, mostraron la fuente de emisión de radio en una
dirección, tal como se esperaba para un avión. La expansión medida indicó
que el material en el chorro se movía a un promedio de un cuarto de la
velocidad de la luz. Las ondas de radio no son absorbidas por el polvo,
sino que pasan a través de él.
Estas observaciones utilizaron múltiples
antenas de radiotelescopio, separadas por miles de millas, para obtener el
poder de resolución, o la capacidad de ver detalles finos, necesarios para
detectar la expansión de un objeto tan distante.
Apetito monstruo
La mayoría de las galaxias tienen
agujeros negros supermasivos, que contienen de millones a miles de millones de
veces la masa del Sol, en sus núcleos.
En un agujero negro, la masa está tan concentrada que
su atracción gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Cuando
esos agujeros negros supermasivos atraen activamente material de su entorno,
ese material forma un disco giratorio alrededor del agujero negro y se lanzan
hacia fuera chorros súper rápidos de partículas. Este es el fenómeno visto
en las radios galaxias y los cuásares.
"Gran parte del tiempo, sin embargo, los agujeros
negros supermasivos no devoran nada activamente, por lo que están en un estado
tranquilo", explicó Pérez-Torres. "Los eventos de interrupción de las
mareas pueden brindarnos una oportunidad única para avanzar en nuestra
comprensión de la formación y evolución de los jets en las proximidades de
estos poderosos objetos".
"Debido al polvo que absorbió cualquier luz
visible, este evento particular de interrupción de las mareas puede ser solo la
punta del iceberg de lo que hasta ahora ha sido una población oculta", dijo Mattila. "Al
buscar estos eventos con infrarrojos y radiotelescopios, podremos descubrir
muchos más y aprender de ellos".
Tales eventos pueden haber sido más comunes en el
universo distante, por lo que estudiarlos puede ayudar a los científicos a
comprender el entorno en el que se desarrollaron las galaxias hace miles de
millones de años.
El descubrimiento, dijeron los
científicos, fue una sorpresa.
La explosión infrarroja inicial se descubrió como
parte de un proyecto que buscaba detectar explosiones de supernovas en dichos
pares de galaxias en colisión.
Arp 299 ha visto numerosas explosiones estelares, y ha
sido llamada una "fábrica de
supernovas". Este nuevo objeto originalmente se consideró una
explosión de supernova.
Solo en 2011, seis años después del descubrimiento, la
parte emisora de radio comenzó a mostrar
un alargamiento.
La supervisión posterior mostró que la expansión
crecía, lo que confirma que lo que los científicos están viendo es un jet, no
una supernova.
Mattila y Pérez-Torres dirigieron
un equipo de 36 científicos de 26 instituciones de todo el mundo en las
observaciones de Arp 299. Publicaron sus hallazgos en la edición del 14 de
junio de la Revista Science.
El
Observatorio Long Baseline es una instalación de la National Science
Foundation, operada bajo acuerdo cooperativo por Associated Universities, Inc.
El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California,
administra la misión del Telescopio Espacial Spitzer para la Dirección de
Misión Científica de la NASA en Washington. Las operaciones científicas se
llevan a cabo en el Centro de Ciencias Spitzer en Caltech en Pasadena. Las
operaciones de la nave espacial se basan en Lockheed Martin Space Systems
Company, Littleton, Colorado. Los datos se archivan en el Infrared Science
Archive ubicado en IPAC en Caltech. Caltech maneja el JPL para la NASA.
El
Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la
NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea).
El
Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el
telescopio.
El
Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore lleva a cabo
operaciones científicas del Hubble.
El STScI
es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la
Investigación en Astronomía, Inc., en Washington.
Investigadores, entre ellos un científico chileno, descubren como dos fuerzas diferentes han dado lugar a la Nebulosa
Galaxia NGC 6240 – Crédito: Hubble / ESA
A 400 millones de años luz
de distancia, en la Constelación de Ofiuco (El cazador de Serpientes), se
encuentra una galaxia muy peculiar que tiene la forma de
una mariposa en vuelo, que
ha sido. llamada NGC 6240,
Y resulta que los dos
gigantes derivan el uno hacia el otro en un baile alocado que terminará en
un choque brutal dentro de algunas decenas o cientos
de miles de años.
La investigación, dirigida por
Francisco Müller-Sánchez, de la Universidad de California Boulder, revela que
los gases expulsados por esos agujeros negros, en
combinación con los expulsados por las estrellas en la galaxia, pueden haber comenzado a reducir la producción de nuestras
estrellas en NGC 6240.
El equipo también muestra cómo
estos «vientos» han ayudado a crear la enorme nube de gas con forma de mariposa
que la caracteriza.
«Hemos
diseccionado la mariposa»,
dice Müller-Sánchez. «Esta es la primera
galaxia en la que podemos ver tanto el viento de los dos agujeros negros
supermasivos como la salida de gas de baja ionización de la formación estelar
al mismo tiempo».
El equipo se centró en NGC
6240, en parte, porque las galaxias con dos
agujeros negros supermasivos en sus centros son relativamente
raras. Algunos expertos también sospechan que esos corazones gemelos han dado
lugar a la apariencia inusual de la galaxia. A diferencia de la Vía Láctea, que
forma un disco relativamente ordenado, las burbujas y los chorros de gas salen
disparados de NGC 6240, extendiéndose a más de 30.000 años luz en el espacio,
asemejándose a una mariposa en vuelo.
«Las galaxias con un único agujero negro supermasivo nunca muestran una
estructura tan fenomenal», explica el investigador.
La
lucha de dos fuerzas
En una investigación que se publica
en la revista «Nature», el equipo
descubrió que dos fuerzas diferentes han dado lugar a la Nebulosa.
La esquina noroeste de la Mariposa,
por ejemplo, es el producto de vientos estelares,
gases que las estrellas emiten a través de varios procesos.
La esquina noreste, por otro
lado, está dominada por un único cono de gas que fue expulsado por el par de
agujeros negros, como resultado de que esas regiones del espacio engullen
grandes cantidades de polvo y gas galáctico durante su fusión.
Esos dos vientos combinados
desalojan aproximadamente 100 veces la masa de nuestro Sol en los gases de la
galaxia cada año.
«Es
un número muy grande, comparable con la velocidad a la que la galaxia está
creando estrellas», apunta
Müller-Sánchez.
Una salida semejante puede tener
grandes implicaciones para la propia galaxia. Cuando dos galaxias se fusionan,
comienzan un estallido febril de nueva formación estelar. Sin embargo, el
agujero negro y los vientos estelares pueden ralentizar ese proceso eliminando
los gases que componen las estrellas jóvenes, muy parecido, explican los investigadores,
a cómo una ráfaga de viento puede volar el montón de hojas que se acaba de
rastrillar.
«NGC
6240 se encuentra en una fase única de su evolución», añade Julie Comerford,
profesora en Boulder y coautora del nuevo estudio. «Está formando estrellas intensamente ahora, por lo que necesita el
empujón extrafuerte de dos vientos para frenar esa formación de estrellas y
evolucionar hacia una galaxia menos activa»
Ezequiel Treister, astrónomo de
la Pontificia Universidad Católica e investigador del Centro de Astrofísica, es
uno de los científicos que ha trabajado en el ´proceso para desvelar esta inédita
situación galáctica que provocará el inminente choque de dos de ellos;
utilizaron en observaciones combinadas efectuadas con los Telescopios Espaciales
Chandra, Hubble y los terrestres VLT (en Chile) y Apache Point Observatory (en
los Estados Unidos).
“Sabemos que los choques de
galaxias son eventos críticos en la evolución de estas. Ahora hemos podido ver
directamente como el crecimiento de los agujeros negros supermasivos se combina
con la radiación producto de la rápida formación de nuevas estrellas para
cambiar para siempre la forma que tiene una galaxia”, dijo el profesor Treister
El trabajo investigativo de los
científicos F. Müller-Sánchez, R. Nevin, Julie M.Comerford, Davies, G.C. Privon
y Ezequiel Treister titulado “Two Separate Outflows in the dual Supermassive Black Hole System NGC 6240” se encuentra en la Revista NATURE volumen 556,
paged 345-348 (2018) DOI: 10.1038/s41586-018-0033-2 – 18.april.2018
Fuente: ABC Ciencia 18. abril.2018
/ Publimetro 19.abril.2018 et al
Imagen
artística de un agujero negro en el sistema binario NGC3201
Los
astrónomos que utilizan el instrumento MUSE de ESO en el Very Large Telescope (VLT)
en Chile han descubierto una estrella en el cúmulo NGC 3201 que se comporta de muy
extraña manera. Parece estar orbitando un agujero negro invisible de
aproximadamente cuatro veces la masa del Sol. Es el primer agujero negro de
masa estelar inactivo que se encuentra en un cúmulo globular y el primero que
se encuentra al detectar directamente su atracción gravitacional. Este
importante descubrimiento impacta en nuestra comprensión de la formación de
estos cúmulos de estrellas, agujeros negros y los orígenes de los eventos de
ondas gravitacionales.
Los
cúmulos de estrellas globulares son enormes esferas de decenas
de miles de estrellas que orbitan la mayoría de las galaxias. Se
encuentran entre los sistemas estelares más antiguos conocidos del Universo y
se remontan casi al comienzo del crecimiento y la evolución de las galaxias.
Actualmente,
se sabe que más de 150 pertenecen a la Vía Láctea.
Un
equipo internacional de astrónomos descubrió que una de las estrellas, se está apagando,
lo que significa que está al final de la fase de la secuencia
principal de su vida y que habiendo agotado su suministro
primario de hidrógeno, ahora está en camino de convertirse en una gigante
roja. Está ubicada en el Cumulo Estelar NGC 3201 y se comporta de
manera muy extraña: se lanza hacia adelante y hacia atrás a velocidades de
varios cientos de miles de kilómetros por hora, y el patrón se repite cada 167
días.
Actualmente
se está llevando a cabo una gran encuesta de 25 cúmulos globulares alrededor de
la Vía Láctea utilizando el instrumento MUSE de ESO con el apoyo del consorcio
MUSE. Proporcionará a los astrónomos los espectros de 600 a 27.000
estrellas en cada grupo. El estudio incluye el análisis de la
"velocidad radial" de estrellas individuales: la velocidad a la que
se alejan de y hacia la Tierra, a lo largo de la línea de visión del
observador. Con mediciones de la velocidad radial, se pueden determinar las
órbitas de las estrellas, así como las propiedades de cualquier objeto masivo
en el que puedan estar orbitando
El
autor principal Benjamin Giesers (Georg-August-Universität
Göttingen , Alemania) estaba intrigado por el comportamiento de
la estrella: "Estaba orbitando algo que era completamente invisible,
que tenía una masa de más de cuatro veces el Sol, ¡esto solo podía ser un
agujero negro! El primero encontrado en un cúmulo globular al observar
directamente su atracción gravitatoria".
La
relación entre los agujeros negros y los
cúmulos globulares es importante pero misteriosos. Debido
a sus grandes masas y grandes edades, se cree que estos cúmulos han producido
una gran cantidad de agujeros negros de masa estelar , creados cuando las
estrellas masivas dentro de ellos explotaron y colapsaron durante la larga vida
del cúmulo.
En
ausencia de una continua formación de estrellas, como es el caso de los cúmulos
globulares, los agujeros negros de masa estelar pronto se convierten en los
objetos más masivos actualmente presentes.
Generalmente,
los agujeros negros de masa estelar en cúmulos globulares son aproximadamente
cuatro veces más masivos que las estrellas circundantes de baja masa. Las
teorías recientes han concluido que los agujeros negros forman un núcleo denso
dentro del racimo, que luego se desprende del resto del material globular. Se
cree que los movimientos en el centro del cúmulo expulsan la mayoría de los
agujeros negros, lo que significa que solo unos pocos sobrevivirían después de unos
mil millones de años.
Los agujeros negros de masa estelar (o collapsars) se
forman cuando las estrellas masivas mueren, colapsando bajo su propia gravedad
y explotando como hipernovas. Atrás queda un agujero negro
con la mayor parte de la masa de la poderosa antigua estrella, que puede variar
desde unas pocas veces la masa de nuestro Sol hasta varias decenas de veces más
que la masa.
El
instrumento MUSE de ESO brinda a los astrónomos la capacidad única de medir los
movimientos de miles de estrellas lejanas al mismo tiempo. Con este nuevo
hallazgo, el equipo ha podido detectar por primera vez un agujero negro
inactivo en el corazón de un cúmulo globular, uno que actualmente no está
tragando materia y no está rodeado por un brillante disco de gas. Podrían
estimar la masa del agujero negro a través de los movimientos de una estrella
atrapada en su enorme atracción gravitacional.
Como de
los agujeros negros ninguna luz puede escapar debido a su tremenda gravedad, el
método principal para detectarlos es a través de observaciones de radio o emisiones
de rayos X proveniente del material caliente que los rodea.
Pero
cuando un agujero negro no interactúa con la materia caliente y por lo tanto no
acumula masa o emite radiación, como en este caso, el agujero negro es
"inactivo" e invisible, por lo que se requiere otro método de
detección.
A
partir de sus propiedades observadas, se determinó que la estrella era
aproximadamente 0,8 veces la masa de nuestro Sol, y la masa de su misteriosa
contraparte se calculó en alrededor de 4,36 veces la masa del Sol, casi con
certeza un agujero negro.
Constelación de la Vela
Debido
a que el objeto no es luminoso, en este sistema binario no se puede observar
directamente, hay explicaciones alternativas, aunque mucho menos persuasivas,
para lo que podría ser. Es quizás un sistema estelar triple compuesto por
dos estrellas de neutrones fuertemente unidas, con la estrella observada
orbitando a su alrededor. Este escenario requeriría que cada estrella
estrechamente unida sea al menos el doble de la masa de nuestro Sol, un sistema
binario que nunca antes se había observado.
Recientes
detecciones de radio y fuentes de rayos X en cúmulos globulares, así como la
detección de señales de ondas
gravitacionales en 2016 producidas por la fusión de dos agujeros negros de
masa estelar, sugieren que estos agujeros negros relativamente pequeños pueden
ser más comunes en cúmulos globulares de lo que se pensaba
Giesers
concluye: " Hasta hace poco, se suponía que casi todos los
agujeros negros desaparecerían de los cúmulos globulares después de un corto
tiempo y que sistemas como este ni siquiera deberían existir. Pero
claramente este no es el caso: nuestro descubrimiento es la primera
detección directa de los efectos gravitacionales de un agujero negro de masa
estelar en un cúmulo globular. Este hallazgo ayuda a comprender la formación
de cúmulos globulares y la evolución de los agujeros negros y los sistemas
binarios, algo vital en el contexto de la comprensión de las fuentes de ondas
gravitacionales. "
Esta
investigación fue presentada en un artículo titulado "Un candidato independiente de agujero negro de masa estelar en el
cúmulo globular NGC 3201", por B. Giesers et al., en la revista Monthly
Notices of the Royal Astronomical Society .
Concepción artística del
agujero negro supermasivo más distante jamás descubierto, que es parte de un
cuásar de tan solo 690 millones de años después del Big Bang.Está rodeado por hidrógeno neutro, lo
que indica que es del período llamado la época de reionización, cuando las
primeras fuentes de luz del universo se activaron.Ilustración de Robin Dienel, cortesía
de Carnegie Institution for Science.
Los astrónomos tienen al menos dos preguntas sobre los primeros mil
millones de años del Universo, una era impregnada de misterio literal y
misterio figurativo.
Quieren saber qué es lo que quemó la
niebla: Estrellas, Agujeros Negros Supermasivos o ambos en tándem. ¿Y cómo
crecieron esos inmensos Agujeros Negros en tan poco tiempo?
Ahora
el descubrimiento de un Agujero Negro supermasivo justo en el medio de este
período está ayudando a los astrónomos a resolver ambas preguntas. "Es un sueño hecho realidad que todos
estos datos están apareciendo", dijo Avi Loeb ,
el presidente del departamento de astronomía de la Universidad de Harvard.
El
Agujero Negro, anunciado hoy en la revista Nature , es el
más distante jamás encontrado. Se remonta a 690 millones de años después del
Big Bang.
El
análisis de este objeto revela que la ionización, el proceso que desempeñó el
Universo como secador de pelo en un espejo de baño humeante, estaba casi medio
completa en ese momento. Los investigadores también muestran que el Agujero
Negro ya pesaba 780 millones de veces la masa del Sol.
Un
equipo dirigido por Eduardo Bañados, astrónomo de la Institución Carnegie para
la Ciencia, en Pasadena, encontró el nuevo Agujero Negro cuando estaba buscando
en los datos antiguos, objetos con el color adecuado para ser cuásares ultradistantes: Las invisibles firmas de Agujeros Negros Supermasivos tragando gas.
El
equipo revisó una preliminar lista de candidatos, observado cada uno a su vez. con
un potente telescopio en el Observatorio Las Campanas, ubicado en Chile.
El
09 de marzo de 2017, Bañados observó un débil punto en el cielo del Hemisferio
Sur por 10 minutos. Una mirada a los datos sin procesar confirmaron que era un cuásar – no un objeto
más cercano que se hace pasar por uno – y que quizás fue el más antiguo encontrado.
“Esa noche ni siquiera pude dormir”
dijo Bañados.
Este
equipo de astrónomos, dirigido por Eduardo Bañados utilizó los Telescopios
Magallanes de Carnegie, descubriendo el Agujero Negro supermasivo más distante
jamás observado. Reside en un cuásar luminoso y su luz nos llega desde cuando
el Universo tenía solo el 5 por ciento de su edad actual.
Los cuásares son
objetos extremadamente brillantes, compuestos por enormes agujeros negros que
acrecen la materia en el centro de las Galaxias masivas. Este Agujero Negro
recién descubierto tiene una masa 780 millones de veces la masa de nuestro Sol.
"Reunir toda esta masa en menos de 690
millones de años es un desafío enorme para las teorías del crecimiento súper
masivo del agujero negro", explicó Bañados.
Para hacer crecer Agujeros
Negros tan grandes y tan pronto después del Big Bang, los astrónomos han
especulado que el universo primitivo podría haber tenido condiciones que
permitieran la creación de Agujeros Negros muy grandes con masas que alcanzaban
100.000 veces la masa del Sol. Esto es muy diferente de los agujeros
negros que se forman en el universo actual, que rara vez superan algunas
docenas de masas solares.
Bram Venemans, del
Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania, añadió: "Los cuásares se encuentran entre los objetos celestes más
brillantes y distantes conocidos y son cruciales para comprender el universo
primitivo".
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.
El Big Bang comenzó
el universo como una sopa caliente y turbia, de partículas extremadamente
energéticas que se expandía rápidamente. A medida que se expandió, se
enfrió.
Alrededor de
400,000 años más tarde (muy rápidamente en escala cósmica), 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, o perdiera un electrón, un estado en el que
el gas se ha mantenido desde ese momento.
Una vez que el
universo se reionizó, los fotones podían viajar libremente por el espacio, por
lo que el universo se volvió transparente a la luz.
El análisis del Quásar
recién descubierto 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 reionización, antes de que suficientes de las primeras
estrellas y galaxias se hayan activado completamente ionizando el universo.
"Fue la última gran transición del universo y
una de las fronteras actuales de la astrofísica", dijo Bañados.
Eduardo Bañados en el Observatorio Las Campanas en Chile, donde
se descubrió el nuevo cuásar. Crédito: Gentileza de Eduardo Bañados
La distancia del
quásar está determinada por lo que se denomina su desplazamiento al rojo, que
es una medida de cuánto se estira la longitud de onda de su luz mediante la
expansión del universo antes de llegar a la Tierra. Cuanto mayor es el
desplazamiento al rojo, mayor es la distancia, y los astrónomos posteriores
están mirando el tiempo cuando observan el objeto.
Este cuásar recién
descubierto tiene un corrimiento al rojo de 7.54, basado en la detección de
emisiones de carbono ionizado de la galaxia que aloja el Agujero Negro masivo. Tomó
más de 13 mil millones de años para que la luz del cuásar nos alcanzara.
La caracterización
de la galaxia anfitriona del quásar se
llevó a cabo utilizando los interferómetros
IRAM / NOEMA y JVLA; y los hallazgos
se informan en un artículo complementario publicado en The Astrophysical Journal
Letters dirigido por Bram Venemans.
"Esta gran distancia hace que estos objetos
sean extremadamente débiles cuando se ven desde la Tierra. Los cuásares
tempranos también son muy raros en el cielo. A pesar de una extensa
búsqueda, solo se sabía que existía un cuásar con un corrimiento al rojo mayor
a siete antes de ahora", dijo Xiaohui Fan del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona.
Entre 20 y 100
cuásares tan brillantes y tan distantes como el cuásar descubierto por Bañados
y su equipo, se prevé que existan en todo el cielo, por lo que este es un
gran descubrimiento que proporciona información fundamental del universo
joven, cuando solo tenía un 5 por ciento
su edad actual.
"Este es un descubrimiento muy emocionante,
encontrado al recorrer 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, Jet Propulsion Laboratory en
órbita y telescopios terrestres en Chile y Hawai", dijo Daniel Stern de
la NASA en Pasadena, "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".
El equipo utilizó
dos instrumentos del telescopio Magellan para observar el agujero negro
supermasivo: FUEGO,
que hizo el descubrimiento, y Fourstar,
que se usó para obtener imágenes adicionales.
"Este importante descubrimiento, junto con la
detección de galaxias distantes, es elucidar las condiciones del universo
durante la época de reionización. Mientras esperamos la construcción de la
nueva generación de telescopios gigantes, como el GMT, telescopios como el
Magellans en El Observatorio Las Campanas en Chile continuará desempeñando un
papel crucial en el estudio del universo temprano ", agregó el director de Las Campanas, Leopoldo
Infante.
Este trabajo se basa en datos recopilados con el telescopio Magellan
Baade, el telescopio Gemini North (programa GN-2017A-DD-4), el telescopio
binocular grande y el interferómetro IRAM / NOEMA.
