Una galaxia a miles de millones de a\u00f1os luz de distancia es la m\u00e1s distante de su tipo que hemos encontrado hasta la fecha, lo que representa otro desaf\u00edo para nuestros modelos de formaci\u00f3n de agujeros negros y galaxias, y ofrece una visi\u00f3n poco com\u00fan del Universo temprano. <\/p>\n\n\n\n
Se llama J0313-1806, un cu\u00e1sar a m\u00e1s de 13 mil millones de a\u00f1os luz de la Tierra, completamente formado con un agujero negro supermasivo desconcertantemente enorme en su centro y produciendo estrellas reci\u00e9n nacidas a un ritmo vertiginoso, solo 670 millones de a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang. Un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Arizona incluso encontr\u00f3 evidencia de un viento de cu\u00e1sar caliente, que soplaba desde el agujero negro supermasivo en el centro de J0313-1806 al 20 por ciento de la velocidad de la luz. <\/p>\n\n\n\n
“Esta es la evidencia m\u00e1s temprana de c\u00f3mo un agujero negro supermasivo est\u00e1 afectando a su galaxia anfitriona a su alrededor”, dijo el astr\u00f3nomo Feige Wang del Observatorio Steward de UArizona. “A partir de las observaciones de galaxias menos distantes, sabemos que esto tiene que suceder, pero nunca lo hemos visto suceder tan temprano en el universo”. Los qu\u00e1sares, un acortamiento de las “fuentes de radio cuasi estelares”, son el resultado incre\u00edblemente brillante de un n\u00facleo gal\u00e1ctico activo, con un agujero negro supermasivo que acumula material a tal velocidad que el calor generado se propaga por todo el Universo. El n\u00facleo de J0313-1806 est\u00e1 acumulando material a un ritmo de 25 masas solares al a\u00f1o; pero est\u00e1 tan lejos que solo el poder combinado de algunos de nuestros telescopios m\u00e1s poderosos pudo detectarlo como un punto infrarrojo en los albores de los tiempos.<\/p>\n\n\n\n
Luego, se utiliz\u00f3 el Atacama Large Millimeter \/ submillimeter Array (ALMA) en Chile para estudiarlo con m\u00e1s detalle. Juntas, estas observaciones revelan el cu\u00e1sar m\u00e1s distante hasta ahora, superando al poseedor del r\u00e9cord anterior, J1342 + 0928, en 20 millones de a\u00f1os. J1342 + 0928, identificado 690 millones de a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang, fue lo suficientemente desafiante, con un agujero negro supermasivo registrando una tremenda cantidad de 800 millones de masas solares. Pero J0313-1806 lo ha batido mano a mano: su agujero negro supermasivo es dos veces m\u00e1s masivo, con 1.600 millones de masas solares. <\/p>\n\n\n\n
Eso es extraordinariamente masivo tan pronto despu\u00e9s del Big Bang, y demasiado masivo para algunos de nuestros modelos actuales. Uno de los modelos propone que los agujeros negros supermasivos comienzan siendo peque\u00f1os y crecen mediante la acumulaci\u00f3n de materia. Otro propone que se formen a trav\u00e9s del colapso directo de densos c\u00famulos de estrellas. Estos modelos pueden funcionar para otros cu\u00e1sares que se encuentran en el Universo distante, como J1342 + 0928, pero no para J0313-1806. Incluso si el agujero negro supermasivo J0313-1806 se formara alrededor de 100 millones de a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang y creciera tan r\u00e1pido como lo permite el modelado, a\u00fan tendr\u00eda que haber comenzado en 10,000 masas solares desde el principio, calcul\u00f3 el equipo. Sin embargo, existe una tercera opci\u00f3n. “Esto te dice que no importa lo que hagas, la semilla de este agujero negro debe haberse formado por un mecanismo diferente”, dijo el astr\u00f3nomo Xiaohui Fan del Departamento de Astronom\u00eda de Arizona. <\/p>\n\n\n\n
“En este caso, uno que involucra grandes cantidades de gas de hidr\u00f3geno fr\u00edo primordial colapsando directamente en un agujero negro semilla”. Hay otras razones por las que J0313-1806 es un objeto fascinante. Est\u00e1 su tasa de formaci\u00f3n de estrellas, alrededor de 200 masas solares al a\u00f1o, clasific\u00e1ndola como lo que llamamos una galaxia de explosi\u00f3n estelar. \u00c9sta es una etapa intensa en la vida de una galaxia; a tasas tan altas de formaci\u00f3n estelar, es solo cuesti\u00f3n de tiempo antes de que se agote todo el material de formaci\u00f3n estelar. Y ese viento de cu\u00e1sar (salidas de plasma extremadamente caliente del disco de acreci\u00f3n de material que se arremolina alrededor del agujero negro supermasivo) no ayuda en nada. <\/p>\n\n\n\n
Estos vientos est\u00e1n quitando el gas fr\u00edo de formaci\u00f3n de estrellas de la galaxia, que se cree que eventualmente extingue o apaga la formaci\u00f3n de estrellas. “Creemos que esos agujeros negros supermasivos fueron la raz\u00f3n por la que muchas de las grandes galaxias dejaron de formar estrellas en alg\u00fan momento”, dijo Fan. “Observamos esta ‘extinci\u00f3n’ en corrimientos al rojo m\u00e1s bajos, pero hasta ahora, no sab\u00edamos qu\u00e9 tan temprano comenz\u00f3 este proceso en la historia del Universo. Este cu\u00e1sar es la evidencia m\u00e1s temprana de que la extinci\u00f3n puede haber estado ocurriendo en tiempos muy tempranos”. Finalmente, tampoco quedar\u00e1 nada cerca para que el agujero negro supermasivo lo devore, y su brillante resplandor se atenuar\u00e1, al menos desde nuestro punto de vista. <\/p>\n\n\n\n
Dado que la luz que nos llega desde J0313-1806 tiene 13.03 mil millones de a\u00f1os, la galaxia probablemente se ve muy diferente ahora de lo que estamos viendo. Sin embargo, el qu\u00e1sar y otros similares constituyen un cat\u00e1logo en crecimiento que est\u00e1 ayudando a los astr\u00f3nomos a reconstruir los misterios de c\u00f3mo nuestro Universo cobr\u00f3 vida. Y, a medida que nuestros instrumentos sigan volvi\u00e9ndose m\u00e1s sensibles, tambi\u00e9n seguir\u00e1 creciendo nuestra comprensi\u00f3n del principio de todo. “Las observaciones futuras”, dijo Wang, “podr\u00edan hacer posible resolver el cu\u00e1sar con m\u00e1s detalle, mostrar la estructura de su flujo de salida y hasta d\u00f3nde se extiende el viento en su galaxia, y eso nos dar\u00eda una idea mucho mejor de su etapa evolutiva”.<\/p>\n\n\n\n