Astrónomo confundido por su descubrimiento de un poderoso cuásar del universo temprano

Un agujero negro supermasivo recién descubierto, a 13 mil millones de años luz de distancia de la Tierra, podría eventualmente proporcionarnos información valiosa sobre la formación del universo. Mientras tanto, se trata principalmente de confundir a Eduardo Bañados, el astrónomo de los Observatorios de la Institución Carnegie que lo encontró. Él describe su trabajo desconcertante esta semana en un par de documentos en Revista astrofísica y Revista astrofísica de letras.

"Quizás hay 200 quásares que están a distancias similares, pero la peculiaridad de este objeto es que es extremadamente brillante en las ondas de radio", dijo Bañados. Inverso. Un quásar es una galaxia con un agujero negro supermasivo en su centro que está constantemente absorbiendo y escupiendo escombros estelares en forma de partículas de alta energía. Esas partículas, que se mueven cerca de la velocidad de la luz, están tan calientes que generalmente emiten mucha luz y ondas de radio, que aparecen muy brillantes desde la Tierra. Pero este fue anormalmente así.

"Para ser honesto, al principio no creía que esto viniera del quásar", dice Bañados. "Era demasiado fuerte. Nunca había visto un emisor de radio tan fuerte cuando el universo era tan joven ". Según él, es el quásar más brillante del universo primitivo por un factor de diez.

El hecho de que las ondas de radio que emanan de este agujero negro supermasivo, que forma un cuásar etiquetado como PSO J352.4034-15.3373 (P352-15) junto con la galaxia colocada en su órbita, son inusualmente “ruidosas” o “brillantes” significa que El quásar en sí mismo era atípicamente denso y activo para algo que existió al principio de la formación del universo.Durante los primeros mil millones de años, la época de la reionización, las estrellas gigantes de 30 a 300 veces el tamaño de nuestro sol comenzaron a iluminar la vasta oscuridad y, en el proceso, revitalizaron gran parte del gas inerte de hidrógeno que estaba flotando desde el exterior. Big Bang. P352-15 puede tener un nivel de brillo comparable al de esas estrellas, pero es mucho más grande que 300 veces nuestro sol.

"¿Cómo se puede formar un agujero negro supermasivo que es como mil millones de veces la masa del Sol en menos de mil millones de años?", Se pregunta Bañados. "Eso es realmente difícil".

Después de encontrar el quásar, Bañados colaboró ​​con Emmanuel Momjian, del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) en Socorro, Nuevo México, con el fin de utilizar el Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation para obtener una mejor vista de lo que sea. 15 en realidad es (o fue). Los resultados de ese trabajo fueron publicados esta semana en el Revista astrofísica y Revista astrofísica de letras.

Con algunos trabajos, el VLBA produjo una visualización nítida basada en la radio del quásar, que tiene tres componentes principales con algunas características distintivas propias. La distancia total entre estos tres componentes es de aproximadamente 5,000 años luz. "Crujiente", aquí, es relativo; Su experiencia puede ser diferente.

Él y sus colegas tienen dos ideas sobre lo que podría estar pasando con P352-15. En una interpretación, están viendo un núcleo brillante en el agujero negro súper masivo en el centro, con otras dos partes visibles que son los chorros de partículas que producen el rumbo en direcciones opuestas entre sí. En otra vista, el núcleo del agujero negro está en un lado y los dos chorros de partículas se están moviendo en la misma dirección, concéntricamente.

El equipo espera que sea el último caso porque significa que potencialmente podrían observar este jet de un solo lado a medida que se expande durante varios años. "Este quásar puede ser el objeto más distante en el que podríamos medir la velocidad de un jet de este tipo", dijo Momjian en una declaración preparada.

A pesar del hecho de que los quásares son, por definición, la combinación de un agujero negro supermasivo y la galaxia que está consumiendo, y que los agujeros negros expulsan grandes y brillantes chorros de partículas que emiten radio a la velocidad de la luz, solo un 10 por ciento de los quásares, esto Uno incluido, son emisores de radio fuertes. Al menos en este momento, nadie en el campo sabe por qué.

"Este es un campo de investigación muy activo, y todavía no tenemos una respuesta definitiva", dice Bañados. "Cada vez que encontramos un sistema con quásares es un enigma. No sabemos cómo formarlos ".

De cara al futuro, el grupo espera usar este nuevo quásar para investigar "el papel de los jets de radio para la formación y el crecimiento de los agujeros negros supermasivos", que es la forma en que usted diría a una institución que otorga subvenciones el hecho inquietante de que P352-15 Folla totalmente con cómo los astrofísicos pensaron que estos objetos celestes se formaron.

"Este chorro tiene que tener unos 10.000 años de antigüedad", dice Bañados, "lo que nos parece mucho, pero formar un agujero negro supermasivo en menos de 10.000 años es un gran desafío para la teoría de los agujeros negros supermasivos. ”

Por lo tanto, este nuevo quásar podría decirnos mucho sobre cómo se formó el joven universo o lo que sucedió en esos primeros mil millones de años después del Big Bang, pero también podría simplemente alterar lo que pensamos que sabíamos.

"Hay muchas cosas que no sabemos y, a veces, las personas miran a los científicos y dicen: 'Oh, deberían saber todas las respuestas'", dice Bañados, "pero por eso investigamos".

"Cuando hacemos eso, la mayoría de las veces, en lugar de encontrar respuestas, encontramos más preguntas".