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Ochenta y tres cuásares vistos en el Universo Temprano

Maria Perez Lopez El Blog de Maria
29 Jul 2019 BLOG_NUM_COMMENTS

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Los astrónomos que usan el Telescopio Subaru han descubierto 83 cuásares en el Universo distante, de una época en que el Universo era menos del 10% de su edad actual. La impresión de un artista de un cuásar. Crédito de la imagen: Yoshiki Matsuoka. Los agujeros negros supermasivos son algunos de los objetos más poderosos del Universo y se encuentran en los centros de las galaxias.

Pueden ser millones o incluso miles de millones de veces más masivas que el Sol. Aunque prevalecen hoy en día, no está claro cuándo se formaron por primera vez, ni cuántos existían en el lejano y primitivo Universo. Un agujero negro supermasivo se hace visible cuando el gas penetra en él, haciendo que brille como un cuásar. Estudios anteriores han sido sensibles sólo a los cuásares más raros y luminosos, y por lo tanto a los agujeros negros más masivos. "Los cuásares que descubrimos serán un tema interesante para futuras observaciones de seguimiento con instalaciones actuales y futuras", dijo el Dr. Yoshiki Matsuoka, astrónomo de la Universidad de Ehime, Japón. "También aprenderemos sobre la formación y evolución temprana de los agujeros negros supermasivos, comparando la densidad numérica medida y la distribución de la luminosidad con las predicciones de los modelos teóricos".

"Es notable que objetos tan masivos y densos pudieran formarse tan pronto después del Big Bang", dijo el profesor de la Universidad de Princeton, Michael Strauss. "Comprender cómo los agujeros negros pueden formarse en el Universo primitivo, y cuán comunes son, es un desafío para nuestros modelos cosmológicos." Los 100 quásares identificados a partir de los datos de la Hyper Suprime-Cam: las siete filas superiores muestran los 83 quásares recién descubiertos, mientras que las dos filas inferiores representan 17 quásares previamente conocidos en el área de estudio; aparecen extremadamente rojos debido a la expansión cósmica y la absorción de luz en el espacio intergaláctico. Crédito de la imagen: Observatorio Astronómico Nacional de Japón. El Dr. Matsuoka, el profesor Strauss y sus colegas utilizaron datos tomados con el instrumento Hyper Suprime-Cam (HSC) en el Telescopio Subaru del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, que se encuentra en la cima de Maunakea en Hawaii. Los astrónomos seleccionaron a los candidatos de cuásares distantes de los datos sensibles de la encuesta del HSC. Luego llevaron a cabo una intensa campaña de observación para obtener espectros de esos candidatos, utilizando tres telescopios: el Telescopio Subaru; el Gran Telescopio Canarias en la isla de La Palma en las Islas Canarias, España; y el Telescopio Géminis Sur en Chile. La encuesta reveló 83 cuásares muy distantes desconocidos hasta entonces.

El cuásar más distante descubierto por el equipo, HSC J124353.93+010038.5, está a 13.050 millones de años-luz de distancia, que está empatado en el segundo agujero negro supermasivo más distante jamás descubierto. Junto con los 17 cuasares ya conocidos en la región de la encuesta, el equipo encontró que hay aproximadamente un agujero negro supermasivo por cada giga-año-luz cúbica; en otras palabras, si se dividiera el Universo en cubos imaginarios que son mil millones de años-luz en un lado, cada uno de ellos contendría un agujero negro supermasivo.

"Es ampliamente aceptado que el hidrógeno en el Universo fue una vez neutro, pero fue reionizado - dividido en sus protones y electrones componentes - alrededor del tiempo en que nació la primera generación de estrellas, galaxias y agujeros negros supermasivos, en los primeros cientos de millones de años después del Big Bang", dijeron los investigadores. "Este es un hito de la historia cósmica, pero aún no sabemos qué proporcionó la increíble cantidad de energía requerida para causar la reionización." Una hipótesis convincente sugiere que había muchos más cuásares en el Universo primitivo que los detectados previamente, y es su radiación integrada la que reionizó al Universo. "Sin embargo, el número de cuásares que observamos muestra que este no es el caso", dijo el Dr. Robert Lupton, astrónomo del Observatorio de la Universidad de Princeton. "El número de cuásares vistos es significativamente menor al necesario para explicar la reionización." 

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