En la vasta y oscura extensión del Universo primitivo, se ha revelado un coloso cósmico. Utilizando una red de potentes telescopios, los astrónomos han identificado el chorro de radio más grande jamás observado de una época tan temprana. Este descubrimiento, hecho posible gracias al telescopio Gemini Norte y otros instrumentos, ofrece una visión única de la turbulenta adolescencia del Universo y las fuerzas que dieron forma a sus galaxias.
Este objeto es simplemente enorme. El chorro se extiende unos asombrosos 200.000 años luz (el doble del ancho de nuestra Vía Láctea) y emana de un cuásar llamado J1601+3102. Este cuásar se formó cuando el Universo tenía solo 1.200 millones de años, un mero 9% de su edad actual. Los científicos solían suponer que las condiciones necesarias para producir chorros tan colosales aparecieron mucho más tarde en la historia del universo. Por ello, los hallazgos proporcionan nuevas pistas sobre la evolución de las galaxias.
Un faro cósmico en la oscuridad
Los cuásares son los núcleos luminosos de las galaxias, alimentados por agujeros negros supermasivos que devoran gas y polvo. A medida que el material se desplaza en espiral hacia estos agujeros negros, se calienta, liberando una inmensa energía y, a menudo, lanzando chorros de partículas cargadas a casi la velocidad de la luz. Estos chorros, detectables por radiotelescopios, actúan como faros cósmicos, iluminando los confines distantes del Universo.
Si bien los chorros de radio son relativamente comunes en el Universo cercano, han sido esquivos en el Universo primitivo. Esto se debe en parte al fondo cósmico de microondas (CMB), el débil resplandor del Big Bang. El CMB crea una niebla persistente de radiación de microondas que puede ahogar las débiles señales de radio de los objetos distantes.
“Es sólo porque este objeto es tan extremo que podemos observarlo desde la Tierra, aunque esté realmente lejos”, dice Anniek Gloudemans, investigadora postdoctoral en NOIRLab y autora principal del estudio. “Este objeto muestra lo que podemos descubrir combinando la potencia de múltiples telescopios que operan en diferentes longitudes de onda”.
El descubrimiento comenzó con el Low Frequency Array (LOFAR), una red de radiotelescopios repartidos por Europa. LOFAR identificó la firma de radio del cuásar, que luego se estudió con mayor detalle utilizando el espectrógrafo de infrarrojo cercano Gemini (GNIRS) y el telescopio Hobby Eberly. Juntos, estos instrumentos pintaron una imagen completa del cuásar y sus chorros.
Un descubrimiento sorprendente
Lo que hace que J1601+3102 sea particularmente intrigante es su masa de agujero negro relativamente “modesta”. Su masa mide 450 millones de veces la masa del Sol. Absolutamente enorme, sí, pero aún mucho más pequeña que muchos otros cuásares conocidos por tener miles de millones de masas solares. “Esto parece indicar que no necesariamente se necesita un agujero negro excepcionalmente masivo o una tasa de acreción excepcional para generar chorros tan poderosos en el Universo primitivo”, dice Gloudemans.
Los chorros son asimétricos, con un lado más brillante y más largo que el otro. Esta asimetría sugiere que los chorros están interactuando con un entorno extremo, posiblemente densas nubes de gas u otro material interestelar. Tales interacciones podrían revelar cómo los chorros influyen en su entorno, dando forma al crecimiento de las galaxias a lo largo de miles de millones de años.
“Cuando empezamos a observar este objeto, esperábamos que el chorro del sur fuera simplemente una fuente cercana no relacionada, y que la mayor parte fuera pequeña”, dice Frits Sweijen, coautor del estudio e investigador asociado postdoctoral en la Universidad de Durham. “Eso hizo que fuera bastante sorprendente cuando la imagen LOFAR reveló estructuras de radio grandes y detalladas”.
El descubrimiento de J1601+3102 plantea tantas preguntas como respuestas. ¿Por qué son tan raros los chorros de radio tan grandes en el Universo temprano? ¿Qué condiciones son necesarias para producirlos? ¿Y cómo influyeron en la evolución de las primeras galaxias?
Al estudiar cuásares como J1601+3102, los astrónomos esperan reconstruir la historia de cómo el Universo se transformó de un vacío oscuro y sin rasgos distintivos al vibrante tapiz de galaxias que vemos hoy.
Los hallazgos fueron publicados en The Astrophysical Journal Letters.
Fuente: ZME Science.
