El objeto polvoriento que conecta galaxias y cuásares es el antepasado de un agujero negro supermasivo

Un equipo internacional de científicos dirigido por astrofísicos del Instituto Niels Bohr, la Universidad de Copenhague y la Universidad Técnica de Dinamarca ha identificado un objeto distante: sus propiedades se encuentran entre las de una galaxia y las de un cuásar. El objeto puede verse como el antepasado de un agujero negro supermasivo y nació relativamente poco después del Big Bang. 

El modelado ha demostrado que tales objetos deben existir, pero este es el primer descubrimiento real. «El objeto detectado conecta dos poblaciones raras de objetos celestes, a saber, formaciones de estrellas polvorientas y cuásares brillantes, y por lo tanto proporciona un nuevo camino para comprender el rápido crecimiento de los agujeros negros supermasivos en el universo primitivo», dijo Seiji Fujimoto, estudiante de doctorado en el Instituto Niels Bohr, Universidad de Copenhague.

El objeto recién descubierto, nombrado por el equipo GNz7q, nació 750 millones de años después del Big Bang, que generalmente se considera el comienzo del universo tal como lo conocemos. Dado que el Big Bang ocurrió hace unos 13.800 millones de años, GNz7q se originó en una era conocida como «amanecer cósmico».

El descubrimiento está asociado con un tipo especial de cuásares. Los cuásares, también conocidos como objetos cuasi-estelares, son objetos extremadamente brillantes. Las imágenes del Hubble y otros telescopios avanzados han demostrado que los cuásares ocurren en los centros de las galaxias. La galaxia anfitriona de GNz7q es una galaxia de formación estelar que está formando estrellas a un ritmo 1.600 veces más rápido que nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Las estrellas, a su vez, crean y calientan  el polvo cósmico  , lo que hace que brille en el infrarrojo hasta el punto en que el portador GNz7q brilla más intensamente en la emisión de polvo que cualquier otro objeto conocido durante este período del amanecer cósmico.

En los últimos años, ha quedado claro que los cuásares luminosos están alimentados por agujeros negros supermasivos con masas de millones a decenas de miles de millones de masas solares, rodeados de enormes cantidades de gas. Cuando el gas cae en un agujero negro, se calienta debido a la fricción, lo que proporciona un gran efecto de luz.

“Comprender cómo se forman y crecen los agujeros negros supermasivos en el universo primitivo se ha convertido en un gran misterio. Los teóricos han predicho que estos agujeros negros están atravesando una fase temprana de rápido crecimiento: un objeto compacto enrojecido por el polvo emerge de una galaxia estelar muy oscurecida por el polvo. luego pasa a ser un objeto compacto luminoso no oscurecido, desplazando el gas y el polvo circundantes”, explica el profesor asociado Gabriel Brammer del Instituto Niels Bohr. “Aunque ya se han detectado cuásares luminosos incluso en las primeras épocas del universo, la fase de transición de rápido crecimiento tanto del agujero negro como de su anfitrión de formación estelar no se detectó en épocas similares. Además, las propiedades observables están en excelentes condiciones”.

El equipo ahora espera buscar sistemáticamente tales objetos utilizando estudios dedicados de alta resolución y aprovechar el Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA.

El artículo fue publicado en la edición en línea de Nature.

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