MIT astronomers have discovered the earliest known flickering quasar, dating back to 850 million years after the Big Bang. This finding challenges existing theories about supermassive black hole formation in the early universe.
Un equipo de astrónomos del MIT ha realizado un descubrimiento notable al detectar un quasar que parpadea desde los primeros días del universo, específicamente 850 millones de años después del Big Bang. Este hallazgo representa el quasar parpadeante más antiguo conocido hasta la fecha y ofrece nuevas perspectivas sobre la formación y evolución de los agujeros negros supermasivos en el cosmos primitivo.
Los agujeros negros supermasivos son fundamentales en cada galaxia, incluyendo nuestra Vía Láctea. Cuando están activos, estos agujeros negros atraen material en forma de gas y polvo caliente, creando un entorno extremadamente luminoso. Los quasars, que son agujeros negros supermasivos altamente energéticos, pueden emitir tanta luz que superan toda la luminosidad de su galaxia anfitriona. El estudio del patrón lumínico de un quasar puede proporcionar información valiosa sobre cómo estos objetos influyen en las galaxias circundantes.
Gene Leung, investigador postdoctoral en el MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, destaca: “Aunque se han encontrado muchos quasars en el amanecer cósmico, esta es la primera vez que observamos uno parpadeando”. Este parpadeo permitió a los científicos deducir que el disco de acreción del quasar antiguo se asemeja sorprendentemente a una pancake, lo cual es inusual para un objeto tan temprano en la historia del universo.
El descubrimiento plantea interrogantes sobre cómo los agujeros negros supermasivos pudieron formarse y desarrollarse tan rápidamente. Se presume que un disco de acreción plano indica un agujero negro relativamente maduro y estable. Sin embargo, los científicos esperaban que los primeros agujeros negros fueran sistemas más caóticos y desordenados. Anna-Christina Eilers, profesora asistente de física en MIT, sugiere que esto implica que las fases iniciales de crecimiento rápido que se anticipan para todos los agujeros negros podrían ocurrir mucho antes de lo esperado.
A pesar de que se pensaba que llevaría más de mil millones de años para que las primeras galaxias se estabilizaran y maduraran, observaciones recientes han revelado más de 200 agujeros negros supermasivos dentro del primer milenio del universo. Estos objetos fueron detectados durante su fase activa como quasars, emitiendo radiación intensa visible desde la Tierra a distancias extraordinarias.
Para identificar este quasar parpadeante del universo temprano, Leung y Eilers enfrentaron desafíos técnicos significativos. A medida que retrocedemos en el tiempo y el espacio, la luz se distorsiona debido a la expansión del universo. Por lo tanto, cualquier fluctuación natural en la luminosidad podría parecer estirada cuando se observa desde grandes distancias temporales.
La clave fue utilizar datos recopilados por el telescopio espacial NEOWISE de NASA durante aproximadamente 14 años. Gracias a un proyecto liderado por Kishalay De, exinvestigador postdoctoral en MIT ahora en Columbia University, lograron procesar datos archivados y encontraron señales correspondientes al quasar más antiguo conocido por parpadear.
Este quasar tiene una luminosidad equivalente a 12 billones de soles y presenta fluctuaciones significativas en su brillo. Al analizar cómo cambia su luz a diferentes longitudes de onda, los investigadores pudieron mapear la estructura del material alrededor del agujero negro central. La evidencia sugiere que las mismas estructuras alimentadoras presentes en el universo cercano ya existían hace miles de millones de años.
El equipo espera poder observar aún más atrás en el tiempo cósmico para entender mejor las condiciones que llevaron a la formación inicial de estos gigantescos agujeros negros.
Un quasar es un tipo de agujero negro supermasivo que emite enormes cantidades de energía mientras absorbe material. Son algunos de los objetos más luminosos y activos del universo, y su estudio ayuda a los científicos a entender cómo los agujeros negros supermasivos influyen en la formación y evolución de las galaxias.
El descubrimiento del quasar parpadeante más antiguo, que data de solo 850 millones de años después del Big Bang, plantea preguntas sobre la rapidez con la que pueden formarse y madurar los agujeros negros supermasivos. Su disco de acreción plano sugiere que estos sistemas ya estaban en un estado relativamente maduro mucho antes de lo que se pensaba.
El parpadeo del quasar se detectó utilizando datos del telescopio espacial NEOWISE, que observó el cielo en longitudes de onda infrarrojas durante 14 años. El análisis del parpadeo permite a los científicos inferir la estructura y forma del disco de acreción alrededor del agujero negro, proporcionando información sobre sus procesos alimentarios en un entorno cósmico temprano.
Los investigadores tuvieron que superar el desafío técnico de observar objetos distantes cuyo brillo se distorsiona debido a la expansión del universo. Esto implicó la necesidad de recopilar datos en longitudes de onda infrarrojas y hacerlo durante largos períodos para captar el parpadeo natural del quasar.