Descubren el cuásar parpadeante más antiguo

Típicamente, un agujero negro supermasivo se encuentra en el corazón de cada galaxia, incluida la Vía Láctea. Cuando un agujero negro está activo, o sea succionando cantidades significativas de materia, se forma a su alrededor un remolino de gas y polvo a alta temperatura. A medida que este material se acumula y cae al agujero negro, ilumina su entorno, irradiando una enorme cantidad de energía.

Los agujeros negros supermasivos más energéticos se conocen como cuásares, y son algunos de los objetos más activos y luminosos del universo. Estos voraces sistemas absorben tanta materia que la luz que emiten puede superar a la del resto de su galaxia. El patrón de luz de un cuásar, incluyendo sus oscilaciones de brillo en cada longitud de onda (su “parpadeo”), puede dar a los científicos pistas sobre las acciones que el agujero negro supermasivo de cada uno ejerce sobre su galaxia. Sin ese parpadeo, la información que sobre sí mismo proporciona un cuásar es significativamente menor.

Ahora unos astrónomos han detectado un cuásar parpadeando en la infancia del universo. Estos científicos rastrearon la luz del cuásar hasta la época del “amanecer cósmico”, tan solo 850 millones de años después del Big Bang, la “explosión” colosal con la que nació el universo. Este es el cuásar parpadeante más antiguo de entre todos los detectados hasta la fecha.

El hallazgo lo ha hecho un equipo encabezado por Gene Leung, del Instituto Kavli para la Astrofísica y la Investigación Espacial, dependiente del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos.

Recreación artística de un cuásar. (Imagen: NASA / CXC / SAO / M. Weiss. Procesamiento de la imagen: NASA / CXC / SAO / N. Wolk)

Aunque se han encontrado muchos cuásares en el amanecer cósmico, esta es la primera vez que se observa uno parpadeando.

Leung y sus colegas estiman que el cuásar que han investigado tiene un brillo equivalente al 12 billones (millones de millones) de estrellas como el Sol y que  su porcentaje de parpadeo es de aproximadamente un 20 por ciento.

El parpadeo del cuásar permitió a los investigadores determinar que, sorprendentemente, el disco de acreción (el remolino de gas y polvo del cuásar) se asemeja a una tortita plana, similar en forma al disco de los cuásares más modernos.

Se sabe que un disco de acreción plano es propio de un agujero negro relativamente maduro y estable. Los agujeros negros al inicio de su proceso de crecimiento, como los del universo primitivo, deberían ser sistemas más inestables, con discos de acreción más abultados y caóticos.

Este disco de acreción plano, indicativo de que el cuásar ya había alcanzado la madurez después de haber transcurrido tan solo 850 millones de años desde el nacimiento del universo, se suma a otros rasgos que van en la misma dirección y que plantean un gran misterio de la cosmología: ¿Por qué ya existían agujeros negros supermasivos tan temprano en la historia del universo? ¿Cómo tales agujeros pudieron crecer y madurar en un lapso de tiempo tan corto?

Se ha venido creyendo que las primeras galaxias debieron tardar más de mil millones de años en asentarse y madurar, por lo difícilmente podía esperarse encontrar agujeros negros supermasivos en el universo primitivo. Sin embargo, diversas observaciones realizadas desde principios de la década de 2000 han acabado por demostrar lo contrario. Desde entonces, han sido detectados más de 200 agujeros negros supermasivos existiendo en los primeros mil millones de años transcurridos desde el nacimiento del universo. Estos objetos han sido detectados por encontrarse en una fase de cuásar extremadamente activa, emitiendo enormes ráfagas de radiación que pueden verse desde la Tierra, a trece mil millones de años-luz de distancia, correspondientes a hace trece mil millones de años.

El estudio se titula “Discovery of quasar variability and early accretion disk signatures at cosmic dawn”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Astronomy. (Fuente: NCYT de Amazings)