Un equipo internacional de astrónomos, liderado por la Universidad de California en Santa Bárbara, ha identificado 31 cuásares entre los más remotos jamás encontrados. De ellos, dos son los más antiguos observados hasta ahora, irradiando un resplandor equivalente a un billón de soles cuando el universo apenas tenía 670 millones de años. Los resultados fueron publicados en la revista Astronomy & Astrophysics.
Los cuásares figuran entre los objetos más brillantes y energéticos del cosmos. Son alimentados por agujeros negros supermasivos que devoran materia en el centro de las galaxias. Su enorme luminosidad permite verlos a distancias extraordinarias.
Joseph Hennawi, profesor de física en la Universidad de California en Santa Bárbara, señaló: «Estos objetos proporcionan las mejores pistas para comprender cómo se forman los agujeros negros supermasivos. Estos monstruos, con una masa miles de millones de veces superior a la de nuestro sol, ya existían cuando el universo estaba en sus inicios. Todavía no comprendemos bien cómo crecieron tanto y tan rápido».
Durante décadas, los astrónomos han buscado los primeros cuásares del universo. Revelan lo que ocurría en los albores cósmicos, incluyendo la formación de los primeros agujeros negros supermasivos y las primeras galaxias. Sin embargo, los cuásares anteriores a 770 millones de años después del Big Bang son extremadamente raros y difíciles de detectar. Pocas galaxias tenían el tamaño suficiente para generar uno, y su luz, ya débil, se confunde con estrellas más cercanas.
Además, la expansión cósmica estira su luz del ultravioleta al infrarrojo cercano, donde la atmósfera terrestre brilla con fuerza, ocultando las señales. Los científicos usan ese «desplazamiento al rojo» para medir la edad y distancia de un objeto. «Un desplazamiento al rojo de 7 nos lleva a cuando el universo tenía solo 750 millones de años, menos del 6% de su edad actual», explicó Hennawi.
El autor principal, Daming Yang, estudiante de doctorado del grupo de Hennawi, comentó: «Estos dos factores hacen que encontrar cuásares a estas distancias sea increíblemente difícil. Por cada uno de ellos, existen miles de estrellas en nuestra Vía Láctea y galaxias cercanas que se ven casi idénticas en los estudios de imágenes. Y dado que su luz se extiende al infrarrojo a tales distancias, necesitamos un estudio lo suficientemente amplio como para capturar estos objetos raros y lo suficientemente profundo como para detectar su tenue luz».
Esta tarea es prácticamente imposible desde la Tierra; se requiere observación espacial. Los cuásares más antiguos conocidos hasta ahora eran los más brillantes y atípicos, fáciles de detectar, pero insuficientes para estudios conjuntos. Euclid marca un punto de inflexión. «Antes, solo podíamos encontrar un puñado de los cuásares antiguos más brillantes, pero Euclid nos permite buscar de forma mucho más eficiente en vastas áreas del cielo para capturar luz mucho más tenue. Es una herramienta única para la búsqueda de cuásares», indicó Daming.
La galaxia anfitriona de un agujero negro supermasivo primitivo
El segundo cuásar más antiguo del grupo fue analizado en detalle. Se encontró incrustado en una galaxia polvorienta y rica en gas, formando nuevas estrellas a gran velocidad, lo que sugiere cómo pudo ser la galaxia anfitriona de un agujero negro supermasivo temprano. Estos cuásares nos remontan a la época de la reionización, cuando las primeras estrellas y galaxias ionizaron la niebla de hidrógeno neutro que llenaba el universo primitivo, una era crucial que sentó las bases del cosmos actual.
De los 31 nuevos cuásares, 14 tienen un corrimiento al rojo de 7 o superior. Los dos más antiguos presentan corrimientos de 7,69 y 7,77, estableciendo un nuevo récord. Ambos están a más de 13.000 millones de años luz y surgieron durante los primeros 670 millones de años del universo, superando el récord anterior, establecido por el mismo grupo en 2021.
«Estamos encontrando agujeros negros con cientos de millones de veces la masa de nuestro sol en un momento en que el universo apenas comenzaba», destacó Hennawi. Para resolver el dilema, será necesario adentrarse aún más en el pasado cósmico.
La combinación de telescopios avanzados y búsquedas sofisticadas ha permitido profundizar en la historia universal. Descubrir los primeros diez cuásares con corrimiento al rojo de 7 o superior tomó más de una década; Euclid ha encontrado muchos más en solo un año, duplicando con creces el número de cuásares tan antiguos conocidos. Además, nuevos métodos de aprendizaje automático permiten examinar decenas de millones de fuentes y distinguir el puñado de cuásares reales de los impostores mucho más comunes.
El grupo de Hennawi ha desarrollado los algoritmos cruciales para estos descubrimientos y es el creador principal de PypeIt, el software que procesa datos de los telescopios Keck. Dos tercios de estos nuevos cuásares, incluidos los tres más distantes, fueron descubiertos con Keck gracias al acceso privilegiado de la Universidad de California.
El nuevo objetivo del equipo es encontrar el primer cuásar con un corrimiento al rojo superior a 8, situándolo dentro de los primeros 630 millones de años del universo. Ya cuentan con programas aprobados con el Telescopio Espacial James Webb para estudiar estos cuásares en detalle: medir masas de agujeros negros, analizar la composición química del gas circundante y rastrear la reionización. Telescopios como el Atacama Large Millimeter Array se centrarán en el polvo cósmico que brilla en las galaxias anfitrionas, revelando aspectos sobre polvo, gas y formación estelar.
Hennawi concluyó: «La visión a largo plazo es unir todo esto en una cronología coherente: una crónica cuásar de los primeros mil millones de años».
Fuente: Infobae
