Brillante radio-cuásar a casi 13 mil millones de años luz: un nuevo laboratorio del universo temprano

Pasadena, CA—El astrónomo chileno Eduardo Bañados, perteneciente a la Institución Carnegie de Washington, lideró al equipo responsable del descubrimiento del cuásar con la emisión en radio más brillante jamás observada en el universo temprano. La causa de este fenómeno es un chorro de material extremadamente rápido que está siendo expulsado por el cuásar.

El descubrimiento de Bañados fue seguido por un estudio del astrónomo Emmanuel Momjian, del Observatorio Nacional de Radioastronomía de Estados Unidos. Esto permitió que el equipo observara, con un nivel de detalle nunca antes visto, la expulsión de material desde el cuásar, cuya formación se remonta a los primeros mil millones de años de edad del universo.

Esta investigación, publicada en dos artículos en la revista científica The Astrophysical Journal, permitirá a los astrónomos sondear la juventud del universo durante un importante periodo de transición hasta su estado actual.

Los cuásares son galaxias masivas en cuyo centro se encuentran enormes agujeros negros que absorben la materia que se encuentra en su cercanía. Este cuásar recién descubierto, identificado como PSO J352.4034-15.3373, pertenece a una especie poco común cuyo agujero negro no solo se traga el material, sino que además emite un chorro de plasma que viaja a velocidades muy cercanas a la de la luz. Este chorro hace que el cuásar sea extremadamente brillante en las frecuencias detectadas por los radiotelescopios. A pesar de que los cuásares fueron originalmente descubiertos hace más de 50 años debido a sus fuertes emisiones en radio, actualmente sabemos que solo un 10 por ciento de ellos son fuertes emisores en radio.

Más aún, la luz del recién descubierto cuásar ha estado viajando por casi 13 mil millones de años para llegar hasta la Tierra. Bastante, considerando que la edad del universo se estima en unos 13.7 mil millones de años. P352-15 es el primer cuásar con claras evidencias de chorros de emisión en radio visto durante los primeros mil millones de años de historia del universo.

“Actualmente hay una escasez de objetos astronómicos que emitan fuertemente en ondas de radio durante la juventud del universo. Este cuásar es el más brillante en ondas de radio que se conoce en esa época del universo, por un factor de diez,” afirmó Bañados.

Momjian agregó que “Esta es la imagen más detallada hasta ahora de una galaxia tan brillante a una distancia así de grande.”

El Big Bang dio origen al universo como una sopa caliente compuesta por partículas extremadamente energéticas que se expandían rápidamente. Durante esta expansión, el universo se fue enfriando y, unos 400,000 años después, las partículas lograron combinarse para formar gas de hidrógeno neutro. Esto dejó al universo completamente a oscuras, sin fuentes luminosas, hasta que la gravedad condensó la materia para formar las primeras estrellas y galaxias. Unos 800 millones de años luego del Big Bang, la energía liberada por estas primeras galaxias provocó que el hidrógeno neutro, que estaba disperso por todo el universo, se excitara y perdiera un electrón, es decir, se ionizara. Luego de la reionización del universo, los fotones pudieron viajar libremente por el espacio, y así el universo se volvió transparente a la luz.

En este periodo, luego de que las primeras estrellas y galaxias empezaran a iluminar el universo, es muy inusual encontrar cuásares con chorros de emisión en radio.

“El chorro emitido por este cuásar podría servir como una importante herramienta de calibración para ayudar a que futuros proyectos logren estudiar la edad oscura del universo y logren quizás revelar cómo emergieron las primeras galaxias,” concluyó Bañados.

Imagen artística de un chorro de emisión en radio emanando material a altas
velocidades desde el cuásar recientemente descubierto. Ilustración por Robin Dienel, cortesía de Carnegie Institution for Science.

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Esta investigación fue parcialmente financiada por el Consejo Europeo para la Investigación.

Este artículo incluye datos adquiridos con los telescopio Magallanes de 6.5 metros, pertenecientes a Carnegie, y ubicados en el Observatorio Las Campanas, Chile.

El Observatorio Nacional de Radioastronomía es parte de las instalaciones de la Fundación Nacional de Ciencia de los Estados Unidos, operado bajo un acuerdo cooperativo por Universidades Asociadas Inc.

El muestreo Pan-STARRS1 (PS1) y el archivo científico público de PS1 han sido posibles gracias a las contribuciones del Instituto de Astronomía DE la Universidad de Hawaii, la Oficina del Proyecto Pan-STARRS, la Sociedad Max Planck y sus institutos participantes, el Instituto Max Plack de Astronomía en Heidelberg, y el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, la Universidad Johns Hopkins, la Universidad de Durham, la Universidad de Edimburgo, la Queen’s University en Belfast, el Centro de Astrofísica Harvard- Smithsonian, la red global de telescopios Las Cumbres Observatory, la Universidad Central Nacional de Taiwan, el Instituto Científico del Telescopio Espacial, NAS, la Fundación Nacional de Ciencia, la Universidad de Maryland, la Universidad Eotvos Lorand, el Laboratorio Nacional de Los Alamos, y la Fundación Gordon y Betty Moore.

La Institución Carnegie para la Ciencia (carnegiescience.edu) es una organización privada, sin fines de lucro, con sede en Washington, D.C., con seis departamentos de investigación a lo largo de los Estados Unidos. Desde su fundación en 1902, la Institución Carnegie ha sido pionera en la investigación científica básica. Los científicos de Carnegie son líderes en biología vegetal, biología del desarrollo, astronomía, ciencia de los materiales, ecología global, y ciencia terrestre y planetaria.

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