Mortlock et al . publican hoy en Nature el descubrimiento del cuásar más distante observado hasta ahora, con un corrimiento al rojo de 7,085, es decir, que observamos como era este cuásar cuando el universo solo tenía 770 millones años después de la gran explosión (big bang).
Este cuásar es un superagujero negro con una masa de unos dos mil millones de veces la del Sol que está rodeado de un enorme disco de acreción.
Las estimaciones teóricas indican que la acreción de masa por parte de este agujero negro ocurre a la tasa máxima permitida por las leyes de la física.
El descubrimiento de ULAS J112001.48+064124.3 (así se llama el nuevo cuásar) es importante tanto porque permite estudiar uno de los primeros agujeros negro supermasivos, como porque su espectro luminoso tiene características que apuntan a que se está observando este cuásar justo antes del fin de la época de reionización, lo que indica que su estudio nos dará información muy valiosa sobre esta temprana época del universo que precedió a la formación de las primeras galaxias.
Nos lo ha contado Chris Willott, “Cosmology: A monster in the early Universe,” Nature 474: 583–584, 30 June 2011 [gratis en ArXiv], haciéndose eco del artículo técnico de Daniel J. Mortlock et al., “A luminous quasar at a redshift of z = 7.085,” Nature 474: 616–619, 30 June 2011 [gratis en ArXiv]. También es interesante leer J.S. Bolton et al., “How neutral is the intergalactic medium surrounding the redshift z = 7.085 quasar ULAS J1120+0641?,” Accepted in Mon. Not. R. Astron. Soc., ArXiv, 1 July 2011.
Todas las galaxias masivas, incluyendo la nuestra, contienen en su centro un agujero negro con una masa mayor de un millón de veces la del Sol.
¿Cómo surgieron estos agujeros negros?
Los detalles aún se desconocen.
Se cree que en los inicios de la formación de estrellas en el universo la mayoría eran mucho más masivas que las actuales y que muchas explotaron en forma de supernova con una edad muy temprana formando los primeros agujeros negros con masas entre 10 y 100 veces la masa del Sol.
Estos agujeros negros interaccionaron entre sí y se fueron fusionando hasta formar agujeros negros aún mayores, que se cree pudieron ser los gérmenes de los primeros cuásares.
La escala de tiempo típica para estos procesos de fusión de agujeros negros es muy rápida y se estima que los agujeros negros duplicaban su masa cada 50 millones de años.
Por tanto, un cuásar como el observado debe ser el resultado de la fusión
de varios miles de estrellas masivas del centro de la galaxia anfitriona.
Sin embargo, estas ideas sobre la formación de los primeros cuásares, aunque sugerentes, son todavía una simple hipótesis de trabajo
(y hay otras hipótesis alternativas).
La única manera de decidir si esta hipótesis es correcta es mediante
la observación detallada de los primeros cuásares.
El nuevo cuásar se ha observado en una época muy interesante del universo. La reionización cósmica es la época en la que el universo sufrió una transición entre un medio intergaláctico neutro a uno ionizado y se cree que ocurrió para desplazamientos al rojo entre 6 y 15; de hecho, las observaciones de otros cuásares y del cósmico de microondas parecen indicar que la mayor parte de la reionización ocurrió en desplazamientos al rojo superiores a 6,4
(menos de 880 millones de años tras la gran explosión).
Por ello el nuevo cuásar es ideal para estudiar la fase final
de esta interesante época cósmica.
El espectro del nuevo cuásar presenta características diferentes
a las de otros cuásares con z≈6 que apuntan a que se encuentra
en medio de la fase de reionización con un porcentaje cercano al 10%
de hidrógeno neutro (aún sin reionizar) en su entorno.
Futuras observaciones de este cuásar serán necesarias para investigar
en detalle la reionización cósmica, así como el agujero negro y la galaxia
en la que reside.
Por supuesto, un caso único no permite hacer ciencia en detalle
y habrá que esperar que el proyecto United Kingdom Infrared Telescope (UKIRT) Infrared Deep Sky Survey(que se inició en 2005) encuentre nuevos ejemplos de cuásares de alto corrimiento al rojo para estudiar
sus propiedades estadísticas con más detalle, así como las de la época
de reionización cósmica.
vía: Nature
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