Los astrónomos acaban de encontrar el agujero negro supermasivo más antiguo hasta ahora

Los astrónomos acaban de encontrar el agujero negro supermasivo más antiguo hasta ahora

Solo 670 millones de años después del Big Bang, nació el quásar J0313-1806. Es el agujero negro más distante jamás descubierto.

NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva

Se ha descubierto un cuásar en un rincón oscuro del espacio a más de 13.03 mil millones de años luz de distancia, y contiene un agujero negro supermasivo 1.6 mil millones de veces más masivo que el sol en su corazón.

Apodado J0313-1806, el quásar, como lo vemos, es de una época en que el universo tenía solo 670 millones de años, aproximadamente el 5% de su edad actual. A tal distancia, J0313-1806 se convierte en el poseedor del récord para el primer agujero negro, destronando el campeón anterior, J1342 + 0928, que fue descubierto en 2017 y existía cuando el universo tenía solo 690 millones de años.

El descubrimiento, que fue anunciado durante la 237a Reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense el martes, ayuda a arrojar luz sobre el medio ambiente en el universo antiguo. Pero, como cualquier buena historia de astrofísica, deja a los investigadores con una serie de preguntas desconcertantes.

Los quásares son objetos extremadamente brillantes, los más brillantes del universo. Se encuentran en el centro de las galaxias, pero en su propio centro hay un agujero negro supermasivo, de millones a miles de millones de veces más masivo que el sol. La intensa gravedad que rodea al agujero negro captura gas y polvo y potencialmente incluso destroza las estrellas, dejando un rastro de escombros en un disco que lo rodea. Los escombros se mueven a una velocidad increíble y expulsan cantidades extremas de energía, que los observadores en la Tierra pueden ver a través del espectro electromagnético como luz brillante.

Y es brillante.

J0313-1806, por ejemplo, brilla 1.000 veces más que toda la galaxia de la Vía Láctea.

Los astrónomos pudieron detectar el quásar utilizando un puñado de observatorios terrestres, incluido el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile, el radiotelescopio más grande del mundo y dos observatorios en Mauna Kea en Hawai. Las observaciones permitieron a los investigadores confirmar la distancia con alta precisión y examinar algunas de las propiedades del agujero negro supermasivo en el centro del quásar.

Sus cálculos sitúan la masa del agujero negro en alrededor de 1,6 mil millones de veces la del sol. Pero esto plantea un problema. Debido a que el agujero negro no puede tener más de 670 millones de años, las teorías tradicionales sobre el crecimiento de un agujero negro no pueden explicar su tamaño en un período de tiempo tan corto. Nuestra comprensión actual de la formación de agujeros negros implica que las estrellas colapsen sobre sí mismas, pero los investigadores dicen que esto no podría explicar por qué el agujero negro de J0313-1806 es tan grande.

“Para que el agujero negro haya crecido al tamaño que vemos con J0313-1806, tendría que haber comenzado con un agujero negro semilla de al menos 10,000 masas solares”, dijo Xiaohui Fan, astrónomo de la Universidad de Arizona y coautor de un próximo artículo que describe el hallazgo. “Eso solo sería posible en el escenario de colapso directo”.

Ese escenario postula que no es un estrella que colapsa en un agujero negro, pero en cambio grandes cantidades de gas hidrógeno frío en una nube. La teoría del colapso directo es una de las formas de explicar por qué los astrónomos encuentran agujeros negros tan masivos en el universo temprano, pero no es el único hallazgo significativo para el equipo.

Usando datos espectrales, el equipo también especula que el agujero negro supermasivo está devorando el equivalente a 25 soles cada año, lo que significa que todavía está creciendo. “Estos cuásares presumiblemente todavía están en el proceso de construir sus agujeros negros supermasivos”, dijo Fan.

El telescopio espacial James Webb, cuyo lanzamiento está programado para el 31 de octubre, podría ayudar a los científicos a dar otra ventana al universo temprano, revelando cómo se crean estas bestias supermasivas.

El trabajo ha sido aceptado para su publicación en Astrophysical Journal Letters.

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Actualización: Aclaración de la edad del agujero negro versus el universo. Una versión anterior de este artículo decía que el agujero negro tiene solo 670 millones de años.

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