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6 dic. 2017

Descubierto el agujero negro más lejano nunca antes observado por la humanidad

Un equipo de astrónomos, incluyendo dos del MIT, han descubierto el agujero negro supermasivo más lejano nunca antes observado por la humanidad. 

Ilustración sobre el hallazgo del agujero negro más lejano encontrado hasta ahora. Crédito: Robin Dienel (Carnegie Institution for Science).
 
¿Cómo creció el Universo después del Big Bang? ¿Por qué y cómo aparecieron las galaxias y las estrellas? La mejor forma de contestar a estas preguntas es coger un telescopio muy potente, cuanto más mejor, y tratar de mirar muy lejos. Desde allí llega la luz que el Universo liberó en el pasado, hace miles de millones de años, y que por eso permite ver una «diapositiva» de cómo era el Cosmos cuando apenas estaba dando sus primeros pasos. Siempre que los telescopios lo permitan, el límite está en el punto en que en el Universo aún no había aparecido la luz.

Una investigación dirigida por Eduardo Bañados, investigador de los Observatorios de la Institución Carnegie para la Ciencia, ha descubierto el agujero negro supermasivo más distante alguna vez observado. El objeto está situado a una distancia inimaginable, de más de 13.000 millones de años luz. De hecho, la luz estudiada por Bañados fue emitida cuando el Universo apenas tenía el 5 por ciento de la edad actual: es decir, unos 690 millones de años después del Big Bang. El hallazgo se ha publicado recientemente en la revista Nature.

Si, a pesar de la distancia, los astrónomos han podido detectar este objeto, es porque es extremadamente brillante. Para empezar, el agujero negro tiene una masa aproximada de 800 millones de soles (unas 200 veces más que Sagitario A, el agujero negro del centro de la Vía Láctea). Además, en el momento en que emitió la luz que ahora ha llegado a la Tierra, este agujero negro estaba absorbiendo enormes cantidades de materia en el centro de su galaxia, lo que le convertía en un cuásar, una fuente emisora de rayos X, luz visible y otras longitudes de onda y que está entre los objetos más brillantes del Universo.

Lo interesante de esta mole tragona de materia es, para Bañados, que supone un reto para las teorías que explican el nacimiento y evolución de los agujeros negros supermasivos: «Reunir toda esa masa (800 millones de soles) en menos de 690 millones de años (la edad del Universo cuando el objeto emitió la luz que ha llegado ahora a la Tierra) es un reto enorme para las teorías del crecimiento de agujeros negros», ha asegurado el astrofísico.

La respuesta a este dilema, la presencia de moles tan pesadas que en teoría requieren mucho tiempo para formarse en un Universo recién nacido, es que al comienzo las condiciones era distintas a las actuales. Por eso, en la actualidad podría ser imposible que se formaran agujeros negros mayores a la docena de masas solares.

Cuando el Universo era una sopa oscura

Después del Big Bang, el Universo era parecido a una gran sopa oscura de partículas extremadamente energéticas que se expandía y enfriaba a gran velocidad. Unos 400.000 años después de la gran explosión, las partículas se reunieron en torno a átomos de hidrógeno gaseoso neutral. Todo era oscuro hasta que la gravedad permitió que el hidrógeno se concentrara en algunos puntos hasta tal punto que la presión y la temperatura permitieron activar reacciones de fusión nuclear: y así nacieron estrellas y galaxias.

Estas comenzaron a liberar energía suficiente como para excitar el hidrógeno de los alrededores ionizarlo (al robarle un electrón), durante la llamada época de la reionización. Gracias a esto, poco a poco el Universo se hizo transparente a la luz, y los fotones pudieron viajar libremente por el espacio.

Apenas 690 millones de años después de que ocurriera esto, en plena época de la reionización, el agujero negro supermasivo observado por Eduardo Bañados alcanzaba los 800 millones de soles. ¿Cómo es posible, entonces, que en tan poco tiempo un objeto así acumulara tanta materia? ¿Hay algo que se esté pasando por alto?

Aún no hay forma de saberlo, per los autores han encontrado que los alrededores de este cuásar están plagados de hidrógeno neutral, ese tipo de gas anterior a la era de la reionización, y que indica que los astrónomos están ante un objeto muy antiguo.

Este agujero negro ha sido detectado gracias a unos instrumentos de los telescopios Magallanes de la Institución Carnegie para la Ciencia y la distancia se ha calculado gracias al desplazamiento hacia el rojo, un efecto que ocurre como consecuencia de la expansión del Universo y que recuerda a lo que ocurre cuando la sirena de una ambulancia se aleja o se acerca a nosotros: las ondas del sonido se desplazan hacia los graves o hacia los agudos; en este caso, la luz emitida por el cuásar se desplaza hacia el rojo porque se está alejando. Tanto que alcanza un desplazamiento en el rojo de 7,54, que equivale a alrededor de 13.000 millones de años luz de distancia.

Tal como ha explicado Xiaohui Fan, coautor del estudio e investigador en la Universidad de Arizona (EE.UU.), este orden de distancais hace que los cuásares sean extremadamente débiles en el cielo. «Hasta ahora solo se conocía un cuásar con un desplazamiento hacia el rojo mayor a siete, a pesar de la exhaustiva búsqueda».

Los astrónomos calculan que debe de haber entre 20 y 100 cuásares tan brillantes y lejanos como el descubierto por el equipo de Bañados en todo el cielo, por lo que esta investigación es realmente muy importante para explicar qué ocurría en el Universo cuando era extremadamente joven. La próxima generación de telescopios, como el TMT o el Gran Telescopio de Magallanes, ayudarán mucho a este tipo de búsquedas.

25 feb. 2015

Descubren gigantesco agujero negro

Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto un agujero negro supermasivo en el universo temprano -el que comenzó después del Big Bang-. Es el centro de un cuásar ultraluminoso, el objeto más brillante hallado hasta ahora de ese periodo.


El estudio, publicado este en Nature, revela que el agujero negro tiene una masa equivalente a 12.000 millones de soles, según ha informado la revista en una nota.




Imagen del cuásar recién descubierto SDSS J0100+2802.Zhaoyu Li (Shanghai Astronomical Observatory)


Este descubrimiento desafía las teorías actuales de cómo se formaron y crecieron los agujeros negros en el universo temprano, según ha revelado el científico participante en el estudio, de la Escuela de Investigación de Astronomía y Astrofísica de la Universidad Nacional de Australia, Fuyan Bian.
 
Formación de agujeros negros supermasivos

"La formación de un agujero negro tan enorme a tal velocidad es difícil de interpretar con las teorías actuales", ha señalado Bian. Y es que hasta ahora se creía que los agujeros negros supermasivos se formaron conjuntamente con las galaxias en el universo temprano.

También que aumentaron de tamaño por la acreción de material de su entorno, el cual libera una energía que puede ser vista desde la Tierra, como los objetos brillantes que llamamos cuásares.

Un cuásar es una fuente de energía electromagnética, una nube muy brillante de material que, a medida que se acerca al agujero negro, se calienta y emite una cantidad extraordinaria de luz que empuja el material que cae detrás de él.

Se cree que este proceso, conocido como presión de radiación, limita la tasa de crecimiento de los agujeros negros, ha señalado el doctor Bian: "Sin embargo, este agujero negro en el centro del cuásar ganó una enorme masa en un corto período de tiempo".
Examen del nuevo cuásar

El equipo de investigadores, dirigido por Xue-Bing Wu, de la Universidad de Pekín (China) ha llevado a cabo una medición de distancia de más de 500 millones de objetos luminosos con datos del proyecto Exploración Digital del Espacio Sloan (Sloan Digital Sky Survey).

Así encontraron un cuásar ultraluminoso cuyo agujero negro tenía una masa inusualmente inmensa que tuvo lugar tan solo 900 millones de años después del Big Bang.

La extrema luminosidad de este cuásar dará la oportunidad de investigar las condiciones del universo temprano con gran detalle, ha rematado Bian.

24 jul. 2011

Descubren agua a 12 mil millones de años luz de la Tierra

Astrónomos estadounidenses descubrieron cerca de un cuásar situado a 12 mil millones de años luz de la Tierra una acumulación de vapor de agua que es 140 billones de veces superior a la del agua en todos los océanos de nuestro planeta, informó el portal Science News.


Ese “depósito”, descubierto por los equipos de Dariusz Lis, del Instituto Tecnológico de California, y Matt Bradford, de la NASA, tiene una masa 100.000 veces más grande que el Sol.

También el más lejano de cuantos se conocen a día de hoy. Se encuentra en torno al cuásar APM 08279+5255, la más poderosa fuente de energía en nuestro Universo. Está a una distancia de 12 mil millones de años luz de la Tierra, por lo que observamos el cuásar en un período en que el Universo tenía apenas 1,6 mil millones de años.

17 jun. 2010

Observan la activación de un cuásar por interacción con una galaxia cercana

Un equipo internacional de astrónomos, liderado por una investigadora del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha estudiado el cuásar 'SDSS J0123+00', uno de los pocos de 'tipo 2' investigados en profundidad hasta la fecha, y ha descubierto que su actividad podría haber comenzado por la interacción con una galaxia cercana.


Los cuásares de esta familia son más difíciles de detectar que los de 'tipo 1', ya que son menos luminosos y su disco se visualiza de canto, mientras la región central queda oculta. ara el trabajo, publicado en la revista 'Monthly Notices of the Royal Astronomical Society', los científicos han empleado dos de los mayores y más avanzados telescopios del mundo: el Very Large Telescope (VLT), ubicado en el norte de Chile, y el Gran Telescopio Canarias (GTC), situado en la isla de La Palma.

La investigación constituye uno de los primeros resultados científicos de la instalación astronómica en el Observatorio del Roque de los Muchachos. Los investigadores han identificado alrededor de 'SDSS J0123+00' una extensa nebulosa de gas ionizado, con un tamaño unas seis veces mayor que la Vía Láctea, que podría haber surgido de los "escombros" de la interacción con una galaxia cercana.

"Este hallazgo fortalece la idea de que la actividad nuclear en galaxias se inicia debido al intercambio de material en las interacciones", destaca la responsable del estudio del Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), Montserrat Villar.

Los encuentros entre galaxias pueden originar acumulaciones de gas en las regiones centrales y surtir de material al agujero negro, además de producir brotes de formación estelar. Las galaxias activas se caracterizan porque su energía, muy superior a la que pueden producir las estrellas que la integran, se concentra en la región central o núcleo.

Aunque existen diversos tipos, el modelo admitido por la mayor parte de la comunidad astronómica afirma que su actividad se debe a la existencia de un campo gravitatorio muy intenso en el núcleo galáctico, probablemente producido por un agujero negro con una masa equivalente a varios millones de soles.

Según los expertos, es la materia existente en el entorno del agujero negro la que, en su proceso de caída, libera esas enormes cantidades de energía. Los cuásares de 'tipo 1' se distinguen porque son muy brillantes y el disco se ve de frente, y los de 'tipo 2', se caracterizan por ser menos luminosos, ya que el disco se visualiza de canto y la región central queda oculta.

Aunque estos últimos resultan más difíciles de detectar, ya que la luminosidad de la fuente central se encuentra atenuada de forma natural, ese mismo hecho facilita el estudio de su entorno. La investigación constituye el primer resultado científico obtenido mediante imagen con el filtro sintonizable del instrumento 'OSIRIS' instalado en el GTC.

OSIRIS permite cubrir todo el intervalo de longitudes de onda del rango visible mediante filtros sintonizables, lo que supone una enorme ventaja respecto a la técnica convencional, que requeriría más de 5.000 filtros de banda estrecha para lograrlo. Esta característica, junto con el gran diámetro del telescopio (10,4 metros) convierte estos instrumentos en una herramienta única para la investigación astronómica.

Fuente: Europapress
 

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