Encontrado el agujero negro más distante.

Un cuasar que desafía las teorías de formación de agujeros negros.

El concepto de este artista nos muestra el agujero negro supermasivo más distante jamás hallado hasta la fecha. Es parte de un cuasar de solo 690 millones de años de edad después del Big Bang. Créditos: Robin Dienel / Carnegie Institution for Science.

Los científicos han descubierto una rara reliquia del universo primitivo: el agujero negro supermasivo más alejado conocido. Esta bestia que come materia tiene 800 millones de veces la masa de nuestro Sol, que es asombrosamente grande para su corta edad. Los investigadores informan del hallazgo en la revista Nature.

"Este agujero negro creció mucho más de lo que esperábamos en solo 690 millones de años después del Big Bang, lo que desafía nuestras teorías sobre cómo se forman los agujeros negros", dijo el coautor del estudio Daniel Stern del Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena, California.

Los astrónomos combinaron datos del Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA con estudios terrestres para identificar posibles objetos distantes para estudiarlos y luego siguieron con los telescopios Magellan de los Observatorios Carnegie en Chile. El astrónomo de Carnegie Eduardo Bañados encabezó el esfuerzo para identificar a los candidatos de entre los cientos de millones de objetos que WISE encontró que serían dignos de seguimiento con Magellan.

Para que los agujeros negros lleguen a ser tan grandes en el universo temprano, los astrónomos especulan que debe haber habido condiciones especiales para permitir un crecimiento rápido, pero la razón subyacente sigue siendo misteriosa.

El agujero negro recién descubierto devora vorazmente material en el centro de una galaxia, un fenómeno llamado quasar. Este cuásar es especialmente interesante porque proviene de un tiempo en que el universo recién comenzaba a emerger de su edad oscura. El descubrimiento proporcionará información fundamental sobre el universo cuando era solo el 5 por ciento de su edad actual.

Observatorio espacial de infrarrojos de la NASA WISE.
Crédito: NASA/JPL-Caltech.

"Los cuásares se encuentran entre los objetos celestes más brillantes y distantes conocidos y son cruciales para comprender el universo primitivo", dijo el coautor Bram Venemans del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania.

El universo comenzó en una sopa caliente de partículas que se separaron rápidamente en un período llamado inflación. Alrededor de 400.000 años después del Big Bang estas partículas se enfriaron y se fusionaron en gas hidrógeno neutro. Pero 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 provocó que el hidrógeno neutro se excitara e ionizara o perdiera un electrón, periodo de ionización. El gas ha permanecido en ese estado desde ese momento. Una vez que el universo se volvió a ionizar, los fotones podían viajar libremente por el espacio. Este es el punto en el que el universo se volvió transparente a la luz.

Gran parte del hidrógeno que rodea al quásar recién descubierto es neutral. Eso significa que el quasar no solo es el más distante, también es el único ejemplo que tenemos que se puede ver antes de que el universo se reionizara.

"Fue la última gran transición del universo y una de las fronteras actuales de la astrofísica", dijo Bañados.

La distancia del quásar está determinada por lo que se denomina su desplazamiento al rojo, 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 más atrás están mirando en el tiempo cuando observan el objeto. Este cuásar recién descubierto tiene un corrimiento al rojo de z = 7.54, basado en la detección de emisiones de carbono ionizado de la galaxia que aloja el agujero negro masivo. Eso significa que tomó más de 13 mil millones de años para que la luz del cuásar nos alcanzara.

Los científicos predicen que el cielo contiene entre 20 y 100 cuásares tan brillantes y tan distantes como este cuásar. Los astrónomos esperan ansiosamente la misión Euclid de la Agencia Espacial Europea, que cuenta con una participación significativa de la NASA, y la misión NASA's Wide-field Infrared Survey Telescope (WFIRST), Telescopio de reconocimiento infrarrojo de campo amplio de la NASA (WFIRST), para encontrar más objetos distantes.

"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", dijo Stern.

Caltech en Pasadena, California, administra el JPL para la NASA.

• Misión Wise de la NASA.

Última actualización: 6 de diciembre de 2017
Editor: Tony Greicius

Publicado en NASA el 6 de diciembre del 2.017.

Animación de agujero negro BL Lacertae.


Vídeo de un artista de una región cercana a un agujero negro supermasivo conocido como BL Lacertae donde campos magnéticos gemelos expulsan y dan forma a chorros de partículas.
Crédito: Marscher et al., Wolfgang Steffen,Cosmovision, NRAO/AUI/NSF