Descubren el primer cuásar del Universo

Los cuásares son los objetos más energéticos del universo. Se forman cuando el gas en el disco de acreción sobrecalentado alrededor de un agujero negro supermasivo es atraído inexorablemente hacia adentro, irradiando luz a través del espectro electromagnético. La cantidad de energía emitida por estos objetos es enorme, y los ejemplos más masivos superan fácilmente a galaxias enteras.

El cuásar recién descubierto, denominado J0313-1806 , ha sido dado a conocer en la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS). El estudio ha sido aceptado en «The Astrophysical Journal Letters» y está disponible en formato preimpreso en arXiv.org. Muy distante, tiene un desplazamiento al rojo de z = 7,64. Cuanto mayor es el desplazamiento al rojo, más lejos se sitúa una galaxia

«Los cuásares más distantes son cruciales para comprender cómo se formaron los primeros agujeros negros y la reionización cósmica, la última gran transición de fase de nuestro universo», dice Xiaohui Fan, coautor del estudio y profesor de astronomía en la Universidad de Arizona.

La presencia de un agujero negro tan masivo tan temprano en la historia del universo desafía las teorías de la formación de estos gigantes. «Los agujeros negros creados por las primeras estrellas masivas no podrían haber crecido tanto en unos pocos cientos de millones de años», dice Feige Wang, miembro del equipo Hubble de la NASA en la Universidad de Arizona y autor principal del artículo de investigación.

Las observaciones que llevaron a este descubrimiento se realizaron utilizando una variedad de observatorios en todo el mundo, incluidos varios telescopios en Hawái. Los datos del observatorio Pan-STARRS1 y UKIRT Hemisphere Survey ayudaron a identificar primero a J0313-1806. Una vez que el equipo confirmó su identidad como cuásar, obtuvieron espectros de alta calidad del Observatorio Keck y Gemini North para medir la masa del agujero negro supermasivo central.

«La medición de las líneas espectrales que se originan a partir del gas que rodea el disco de acreción del cuásar nos permite determinar la masa del agujero negro y estudiar cómo su rápido crecimiento influye en su entorno», dice Aaron Barth, profesor de Física y Astronomía en la Universidad de California en Irvine.

«La observación de la luz infrarroja requiere temperaturas bajas. El clima casi helado que prevalece en la cumbre de Maunakea (4.205 m) lo convierte en uno de los únicos sitios en la Tierra con instrumentos lo suficientemente sensibles para observar tales longitudes de onda roja», dice Joe Hennawi, profesor de Universidad de California Santa Barbara que ayudó a ejecutar las observaciones con el espectrógrafo Keck / NIRES.

Además de pesar el monstruoso agujero negro, el trabajo del Observatorio Keck y Gemini North descubrió un flujo de salida extremadamente rápido que emana del cuásar en forma de viento que viaja al 20% de la velocidad de la luz. «La energía liberada por un flujo de salida de alta velocidad tan extrema es lo suficientemente grande como para impactar en la formación estelar en toda la galaxia anfitriona del cuásar», señala Jinyi Yang, del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona.

Este es el primer ejemplo conocido de un cuásar que esculpe el crecimiento de su galaxia anfitriona, lo que convierte a J0313-1806 en un objetivo prometedor para futuras observaciones. La galaxia que lo alberga está experimentando un brote de formación estelar, produciendo nuevas estrellas 200 veces más rápido que la Vía Láctea. La combinación de esta intensa formación estelar, el cuásar luminoso y el flujo de salida de alta velocidad hacen de J0313-1806 y su galaxia anfitriona un laboratorio natural prometedor para comprender el crecimiento de los agujeros negros supermasivos y sus galaxias anfitrionas en el universo temprano.