Esta concepción artística ilustra uno de las más primitivas agujeros negro supermasivos conocidos (punto negro central) en el núcleo de una galaxia joven y rica en estrellas. Los astrónomos, utilizando el telescopio espacial Spitzer de la NASA, han descubierto dos de estos objetos primitivos, que datan de alrededor de 13.000 millones de años. Los monstruosos agujeros negros se encuentran entre los más distantes conocidos, y parecen estar en las primeras etapas de formación, antes que cualquier otro observado hasta ahora. A diferencia de todos los otros agujeros negros supermasivos investigados hasta la fecha, este dúo primitivo, llamado J0005-0006 y J0303-0019, carece de polvo. (Crédito: NASA / JPL-Caltech)."Hemos encontrado lo que es probable que sea la primera generación de los quásares, nacida en un medio libre de polvo y en las primeras etapas de la evolución", dijo Jiang Linhua, investigador asociado del Observatorio Steward en la Universidad de Arizona. Jiang es el autor principal de un artículo que anuncia los resultados en la revista Nature el 18 de marzo.
Los agujeros negros son descomunales distorsiones del espacio y el tiempo. Los más masivos y activos acechan en los núcleos de las galaxias, y suelen estar rodeados de estructuras en forma de rosquilla, de gas y polvo, que alimentan y sostienen el agujero negro cada vez mayor. Estos hambrientos agujeros negros supermasivos son los llamados cuásares.
A pesar de lo sucio y desaliñado que nuestro actual universo es hoy en día, los científicos creen que el universo primitivo no tenía polvo, lo cual les dice que los cuásares más primitivos también deberían estar libre del mismo. Pero nadie había visto tales cuásares prístinos, hasta ahora. Spitzer ha identificado dos de esos cuásares inmaculados -los más pequeños quásares registrados-, ubicados a unos 13.000 millones de años luz de la Tierra.
Los dos cuásares, denominado J0005-0006 y J0303-0019, fueron revelados por Xiaohui Fan, un profesor de astronomía de la UA, que es coautor del documento. Jiang y sus colegas, utilizando los datos de luz visible del Sloan Digital Sky Survey. El observatorio de rayos X Chandra de la NASA también ha observado los rayos X de uno de los objetos. El flujo de luz saliente (rayos X, ultravioleta y óptico) de los cuásares se debe al gas que les rodea y es tragado.
"Dado que el gas circundante es tragado por el agujero negro supermasivo, emite una gran cantidad de luz, haciendo que los cuásares sean detectables literalmente al borde del universo observable", dijo Fan.
Cuando Jiang y sus colegas se propusieron observar J0005-0006 y J0303-0019 con Spitzer, entre 2006 y 2009, sus objetivos no se destacaban apreciablemente del habitual pelotón de quásares. Spitzer midió la luz infrarroja de los objetos, junto con otras 18, todos pertenecientes a una clase de los cuásares más lejanos conocidos. Cada cuasar es conducido por un agujero negro supermasivo cuya masa es de más de 100 millones de soles.
Los datos de Spitzer muestran que, de los 20 cuásares, J0005-0006 y J0303-0019 carecen de la firma característica de polvo caliente. La visión infrarroja de Spitzer lo hace el telescopio espacial ideal para detectar el brillo cálido del polvo que ha sido calentado por el agujero negro alimentándose.
Estos dos cuadros de datos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, muestran un primitivo agujero negro supermasivo (arriba) en comparación con uno típico. Como los datos lo muestran, el típico agujero negro supermasivo, llamado J0842 1218, muestra los signos de un anillo de polvo que lo rodea, una característica que aparece en longitudes de onda de luz infrarroja. El objeto primitivo, denominado J0005-0006, carece de un toroide de polvo. Estos datos de Spitzer, junto con otras observaciones que no se muestran aquí, condujeron al descubrimiento de los dos más primitivos agujeros negros supermasivos conocidos, J0005-0006 y J0303-0019. Ambos objetos están a unos 13.000 millones de años luz de distancia. (Crédito: NASA / JPL-Caltech).Este es el primer proyecto de observación que combina los datos de los tres instrumentos de Spitzer, incluyendo el fotómetro de imagen multibanda, o MIPS, una cámara de infrarrojo lejano construida en el Observatorio Steward de UA que le da al telescopio Spitzer la capacidad de ver el polvo muy frío.
"El descubrimiento más emocionante para nosotros es lo que no vemos," dijo Fan, "el polvo que normalmente rodea a todos los otros cuásares que se han encontrado hasta ahora."
"Creemos que estos tempranos agujeros negros se formaron en la época en que el polvo se fue formando en el universo, menos de mil millones de años después del Big Bang", añadió Fan. "El universo primordial no contenía ninguna molécula que pudiera coagular en forma de polvo. Los elementos necesarios para este proceso fueron producidos y bombeados en el universo más tarde por las estrellas."
Los astrónomos también observaron que la cantidad de polvo caliente en un cuásar aumenta con la masa de su agujero negro. A medida que un agujero negro crece, el polvo tarda más tiempo para materializarse a su alrededor. El agujero negro en los núcleos de J0005-0006 y J0303-0019 tiene las masas medidas más pequeña conocidas en el universo temprano, lo que indica que son sobre todo jóvenes, y en una fase en la que el polvo aún no se había formado en torno a ellos.
Las observaciones de Spitzer se hicieron antes de que el telescopio se quedara sin su refrigerante líquido en mayo de 2009, iniciando su misión "cálida".
Traducido de:
UA Astronomers Discover Most Primitive Supermassive Holes Known (Universidad de Arizona)
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