Monstruoso agujero negro descubierto en el universo temprano.
El segundo cuásar más distante jamás descubierto ahora tiene un nombre hawaiano.
Los astrónomos han descubierto el segundo cuásar más distante que se haya encontrado, utilizando el Observatorio Internacional de Géminis y el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), Programas del NOIRLab de NSF. También es el primer cuásar en recibir un nombre indígena hawaiano, Pōniuāʻena. El cuásar contiene un monstruoso agujero negro, el doble de la masa del agujero negro en el único otro cuásar encontrado en la misma época, desafiando las teorías actuales de formación y crecimiento de agujeros negros supermasivos en el Universo temprano.
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| Impresión artística del cuásar Pōniuāʻena. Los astrónomos descubrieron esto, el segundo cuásar más distante que se haya encontrado, utilizando el Observatorio internacional Gemini y el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), Programas del NOIRLab de NSF. Es el primer cuásar en recibir un nombre indígena hawaiano. Crédito: Observatorio Internacional de Géminis / NOIRLab / NSF / AURA / P. Marenfeld |
Después de más de una década de búsqueda de los primeros cuásares, un equipo de astrónomos usó el Observatorio Gemini de NOIRLab y el CTIO para descubrir el cuásar más masivo conocido en el Universo temprano, detectado en un momento solo 700 millones de años después del Big Bang [1]. Los cuásares son los objetos más enérgicos del Universo, impulsados por sus agujeros negros supermasivos, y desde su descubrimiento, los astrónomos han estado interesados en determinar cuándo aparecieron por primera vez en nuestra historia cósmica.
Las búsquedas sistemáticas de estos objetos han llevado al descubrimiento del cuásar más distante (J1342 + 0928) en 2018 y ahora el segundo más distante, J1007 + 2115 [2]. El programa A Hua He Inoa llamado J1007 + 2115 Pōniuāʻena, que significa "fuente giratoria invisible de creación, rodeado de brillantez" en el idioma hawaiano [3]. El agujero negro supermasivo que alimenta a Pōniuāʻena es 1,5 mil millones de veces más masivo que nuestro Sol.
"Pōniuāʻena es el objeto más distante conocido en el Universo que alberga un agujero negro que supera las mil millones de masas solares", dijo Jinyi Yang, un asociado de investigación postdoctoral en el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona.
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| Impresión artística del cuásar Pōniuāʻena. Los astrónomos descubrieron esto, el segundo cuásar más distante que se haya encontrado, utilizando el Observatorio internacional Gemini y el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), Programas del NOIRLab de NSF. Es el primer cuásar en recibir un nombre indígena hawaiano. En honor a su descubrimiento de Maunakea, una montaña sagrada venerada en la cultura hawaiana, el quásar J1007 + 2115 recibió el nombre hawaiano Pōniuāʻena, que significa "fuente de creación giratoria invisible, rodeado de brillantez" en el idioma hawaiano. Crédito: International Gemini Observatorio / NOIRLab / NSF / AURA / P. Marenfeld. |
Para que un agujero negro de este tamaño se forme tan temprano en el Universo, necesitaría comenzar como un agujero negro de "semilla" de 10 000 masas solares aproximadamente 100 millones de años después del Big Bang, en lugar de crecer a partir de un agujero negro mucho más pequeño formado por el colapso de una sola estrella.
"¿Cómo puede el Universo producir un agujero negro tan masivo tan temprano en su historia?" se preguntó Xiaohui Fan, profesor de Regentes y jefe del departamento asociado del Departamento de Astronomía de la Universidad de Arizona. "Este descubrimiento presenta el mayor desafío para la teoría de la formación y el crecimiento del agujero negro en el Universo temprano".
La teoría actual sugiere que al comienzo del Universo después del Big Bang, los átomos estaban demasiado distantes entre sí para interactuar y formar estrellas y galaxias. El nacimiento de las estrellas y galaxias, tal como las conocemos, ocurrió durante la Época de la reionización, que comenzó unos 400 millones de años después del Big Bang. El descubrimiento de cuásares como Pōniuāʻena, situado profundamente en la época de reionización, es un gran paso hacia la comprensión de este proceso de reionización y la formación de los primeros agujeros negros supermasivos y galaxias masivas. Pōniuāʻena ha impuesto nuevas e importantes restricciones a la evolución de la materia entre galaxias (el medio intergaláctico) en la época de reionización.
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| Impresión artística de la formación del cuásar Pōniuāʻena, que comienza con un agujero negro de semillas, 100 millones de años después del Big Bang. Los astrónomos descubrieron esto, el segundo cuásar más distante que se haya encontrado, utilizando el Observatorio internacional Gemini y el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), Programas del NOIRLab de NSF. Es el primer cuásar en recibir un nombre indígena hawaiano. Crédito: Observatorio Internacional de Géminis / NOIRLab / NSF / AURA / P. Marenfeld. |
La búsqueda de cuásares distantes comenzó con el equipo de investigación examinando grandes áreas como la encuesta de imágenes DECaLS que utiliza la Cámara de Energía Oscura (DECam) en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros, ubicado en CTIO en Chile. El equipo descubrió un posible quásar en los datos, y en 2019 lo observaron con telescopios, incluido el telescopio Gemini North y el Observatorio W. M. Keck, ambos en Maunakea, en la isla de Hawai‘i. El instrumento GNIRS de Gemini confirmó la existencia de Pōniuāʻena.
"Las observaciones con Géminis fueron críticas para obtener espectros de infrarrojo cercano de alta calidad que nos proporcionaron la medición de la asombrosa masa del agujero negro", dijo Feige Wang, miembro de la NASA NHFP en el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona.
En honor a su descubrimiento de Maunakea, este cuásar recibió el nombre hawaiano de Pōniuāʻena. El nombre fue creado por treinta maestros de escuela de inmersión hawaianos durante un taller dirigido por el grupo A Hua He Inoa, un programa de nombres hawaiano dirigido por el ‘Centro de Astronomía Imiloa de Hawai‘i. Pōniuāʻena es el primer cuásar en recibir un nombre indígena.
Los astrónomos han descubierto el segundo cuásar más distante que se haya encontrado, utilizando el Observatorio Internacional de Géminis y el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), Programas del NOIRLab de NSF. También es el primer cuásar en recibir un nombre indígena hawaiano, Pōniuāʻena. El cuásar contiene un monstruoso agujero negro, el doble de la masa del agujero negro en el único otro cuásar encontrado en la misma época, desafiando las teorías actuales de formación y crecimiento de agujeros negros supermasivos en el Universo temprano.
Crédito: Observatorio Internacional de Géminis / NOIRLab / NSF / AURA / Pete Marenfeld, ESA / Hubble, NASA, M. Kornmesser. Un agradecimiento especial a A Hua He Inoa y al Centro de Astronomía ‘Imiloa de Hawaiʻi. Música: proyecto cero - The Lower Dungeons (zero-project.gr).
"Además del trabajo en equipo de los telescopios de NOIRLab que hicieron posible este descubrimiento, es emocionante ver la colaboración de la ciencia y la cultura en las comunidades locales, resaltada por este nuevo nombre", dijo Chris Davis, Oficial de Programas de la National Science Foundation .
"Estoy extremadamente agradecido de ser parte de esta experiencia educativa, es una oportunidad de aprendizaje poco común", dijo Kauʻi Kaina, una maestra de inmersión hawaiana de secundaria de Kahuku, Oʻahu, que participó en el taller de nombres. "Hoy es relevante aplicar estos valores culturales para promover el bienestar del idioma hawaiano más allá de los contextos ordinarios, como en la escuela, pero también para que el idioma viva en todo el Universo".
Notas.
[1] Esto corresponde a un desplazamiento al rojo de 7,52 o un tiempo de retrospectiva de 13,02 mil millones de años.
[2] El nombre completo del cuásar es J100758.264 + 211529.207.
[3] Pronunciado: POH-knee-ew-aah-EH-na.
Más información.
Esta investigación fue presentada en un artículo para aparecer en The Astrophysical Journal Letters. "Pōniuā'ena: A Luminous z = 7.5 Quasar Hosting a 1.5 Billion Solar Mass Black Hole", enlace publicación.
El equipo está compuesto por Jinyi Yang (Universidad de Arizona), Feige Wang (Universidad de Arizona), Xiaohui Fan (Universidad de Arizona), Joseph F. Hennawai (Universidad de California, Santa Bárbara), Frederick B. Davis (Universidad de California). , Santa Bárbara), Minghao Yue (Universidad de Arizona), Eduardo Banados (Instituto Max Planck de Astronomía), Xue-Bing Wu (Universidad de Pekín), Bran Venemans (Instituto Max Planck de Astronomía), Aaron J. Barth (Universidad de California , Irvine), Fuyan Bian (Observatorio Europeo Austral), Roberto Decalari (INAF), Emanuele Paolo Farina (Instituto Max Planck de Astrofísica), Richard Green (Universidad de Arizona), Linhua Jiang (Universidad de Pekín), Jiang-Tao Li (Universidad de Michigan), Chiara Mazzucchelli (Observatorio Europeo Austral) y Fabian Walter (Instituto Max Planck de Astronomía).
Enlaces.
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• Publicado en Gemini el 24 de junio del 2020, enlace publicación.
