Una investigación internacional, liderada por el Imperial London College (Reino Unido) y en la que participa el Observatorio Europeo Austral (ESO, por sus siglas en inglés), ha observado el quásar más lejano y brillante en el infrarrojo, denominado ULAS J1120+0641. Su luz ha tardado en llegar a la Tierra 12,9 mil millones de años.
Los quásares son galaxias distantes muy luminosas, alimentadas por un agujero negro supermasivo en su centro. Su brillo los convierte en poderosos faros que pueden ayudar a investigar la época en que se formaron las primeras estrellas y galaxias. Investigadores del Imperial London College (Reino Unido) han liderado un equipo que ha observado al quásar más brillante descubierto hasta el momento: ULAS J1120+064.
El estudio, publicado en Nature, podría resultar útil para comprender la formación del universo ya que las observaciones de estas formaciones astronómicas revelan el estado de ionización del medio intergaláctico que tuvo lugar mil millones de años después del Big Bang.
Los quásares han sido identificados históricamente en estudios ópticos, insensibles a fuentes de desplazamiento al rojo más allá de 6,5. Ahora, el trabajo revela que ULAS J1120+0641 tiene un acercamiento de 7,085, lo que significa 770 millones de años después del origen del universo.
El quásar más cercano a este punto observado hasta el momento tenía un desplazamiento de 6,44 (100 millones de años más joven que el localizado ahora). Estudiar la distancia entre los dos ‘faros’ servirá para arrojar algo de luz a una época de la que los científicos no tienen mucha información.
Aunque se ha podido confirmar la existencia de objetos aún más distantes (como un estallido de rayos gamma con desplazamiento al rojo de 8,2 y una galaxia con desplazamiento al rojo de 8,6), el quásar es cientos de veces más brillante que ellos. Entre los objetos que son lo suficientemente brillantes como para ser estudiados en detalle, este es el más distante.
Uno entre la centena
“Creemos que solo hay unos 100 quásares brillantes con desplazamiento al rojo superior a 7 en todo el cielo”, explica Daniel Mortlock, autor principal del estudio e investigador del Imperial London College (Reino Unido). “Encontrar este objeto implicó una búsqueda minuciosa, pero valió la pena el esfuerzo para poder develar algunos de los misterios del Universo primitivo”, añade.
Objetos similares que se encuentran más distantes no pueden ser detectados mediante rastreos en luz visible debido a que su luz, estirada por la expansión del universo, se ha desplazado casi por completo hacia la parte infrarroja del espectro al momento de llegar a la Tierra.
El proyecto europeo de Rastreo en Infrarrojo del Cielo Profundo UKIRT (UKIDSS por su sigla en inglés), que utiliza de manera permanente el telescopio infrarrojo del Reino Unido en Hawaii, fue diseñado para resolver este problema.
“Este quásar es una evidencia vital del universo primordial”, explica Stephen Warren, uno de los autores del estudio e investigador del Imperial London College (Reino Unido). “Es un objeto muy raro que nos ayudará a entender cómo crecieron los agujeros negros supermasivos unos cientos de millones de años después del Big Bang”, añade.
Una búsqueda de cinco años
“Tardamos 5 años en encontrar este objeto”, explica Bram Venemans, otro de los autores del estudio e investigador del ESO. “Estábamos buscando un quásar con desplazamiento al rojo mayor a 6,5 y encontrar uno que está incluso más lejos, con un desplazamiento al rojo mayor a 7, fue una excitante sorpresa”, destaca.
Al permitir mirar en profundidad la era de reionización, “este quásar representa una oportunidad única para explorar una ventana de 100 millones de años en la historia del cosmos que hasta ahora no estaba a nuestro alcance”, afirma Venemans.
La distancia del quásar fue determinada gracias a observaciones realizadas con el instrumento FORS2 del Very Large Telescope (VLT) de ESO en Cerro Paranal (Chile), y con instrumentos del Telescopio Gemini Norte (Hawaii).
Las observaciones mostraron que la masa del agujero negro, situado en el centro de ULAS J1120+0641, equivale a dos mil millones de veces la masa del Sol. Una masa tan grande es difícil de explicar en una etapa tan temprana después del Big Bang. Las actuales teorías sobre el crecimiento de agujeros negros súpermasivos predicen un lento incremento de la masa a medida que el compacto objeto atrae materia desde sus alrededores.
Referencia bibliográfica:
Daniel J. Mortlock, Stephen J. Warren, Bram P. Venemans, Mitesh Patel, Paul C. Hewett, Richard G. McMahon, Chris Simpson, Tom Theuns, Eduardo A. Gonzáles-Solares, Andy Adamson, Simon Dye, Nigel C. Hambly, Paul Hirst, Mike J. Irwin, Ernst Kuiper, Andy Lawrence, Huub J. A. Röttgering. “A luminous quasar at a redshift of z57.085”. Nature 474, 30 de junio de 2011. DOI:10.1038/nature10159.
Por fin sabemos de dónde obtienen los agujeros negros sus campos magnéticos: de las estrellas progenitoras que colapsan en estos espacios completamente desprovistos de materia. Para los autores, este hallazgo puede cambiar nuestra percepción de los sistemas estelares y su evolución.
Si bien los astrónomos ya habían capturado alrededor de dos docenas de imágenes ampliadas de este tipo de estrellas, es la primera vez que llegan a observar una de ellas en detalle.
